24.选择性必修3 第三章+第四章 基因工程+生物技术的安全性与伦理问题(学生版)(按章分类)-高中生物·3年高考真题 (2024-2026)

【 高中生物 】 3年高考真题(2024-2026)-按章分类 选择性必修3 生物技术与工程 第三章 基因工程 32个单选题 + 5个多选题 + 63个非选择题 ---- 学 生 版 ---- 一、单选题 1.(2026高考·甘肃)科研人员将水母、珊瑚等生物的荧光蛋白基因导入普通斑马鱼，使其在特定光照下呈现鲜艳荧光，开发出了全球首例商业化转基因观赏鱼GloFish。为了获得亮度更高、颜色更丰富的新型荧光斑马鱼，科学家们进行了相关操作，流程如图。下列叙述正确的是( ) A.步骤①：推测氨基酸序列以及对应的转运RNA类型 B.处理②：通过显微操作法将改造后的基因导入受精卵 C.步骤③：将转基因受精卵移植到斑马鱼体内发育成熟 D.新型荧光斑马鱼在上市之前不再需要进行安全性评价 2.(2026高考·全国卷)为构建含目的基因的重组质粒，某同学用限制酶X分别切割质粒P和含有目的基因的DNA片段，用连接酶连接后导入大肠杆菌，挑选在抗性平板上长出的菌落，提取质粒进行分析。目的基因(1.5 kb，1 kb=103 bp)及质粒P(2.4 kb)中的限制酶(X、Y、Z)切割位点、各片段长度等信息如图所示。下列叙述错误的是(　　) A.在抗性平板上挑选不到含2.4 kb质粒的大肠杆菌菌落 B.若提取的质粒为3.9 kb，提示其中可能含有目的基因 C.重组质粒用Y和Z双酶切可得3.2 kb和0.7 kb的片段 D.重组质粒用Y和Z双酶切可得2.5 kb和1.4 kb的片段 3.(2026高考·北京)MT是工业化生产海藻糖必需的酶，但天然MT热稳定性差。研究者将MT第216位的丙氨酸变为苏氨酸，获得热稳定性高的MT，提高了海藻糖生产效率。下列叙述错误的是( ) A.温度和pH会影响MT的催化活性 B.第216位的丙氨酸对MT的专一性至关重要 C.为筛选热稳定性高的MT，应在较高温度下测定酶活性 D.对MT结构的改造属于蛋白质工程 4.(2026高考·湖北)将患者肿瘤细胞特有的新抗原基因导入益生菌中获得的工程菌可在患者肠道内表达新抗原，从而激活患者的特异性免疫，精准杀伤肿瘤细胞，实现个性化的癌症免疫治疗。下列叙述错误的是( ) A.选用益生菌的原因是其对人体具有天然的安全性 B.为实现个性化癌症免疫治疗，需针对患者筛选特定肿瘤新抗原 C.工程菌可在体内长期存活，以维持工程菌对肿瘤的持续免疫监视 5.(2026高考·湖北)为了研究大肠杆菌中蛋白A的结构与功能，通过设计特异性引物F1、F2，用PCR技术从大肠杆菌DNA中扩增基因A，再用质粒P构建表达载体。基因A和质粒P的部分酶切图谱如图所示。 下列叙述正确的是( ) A.F1、F2的5'-端分别含有HindⅢ、XhoⅠ酶切位点 B.F1、F2的5'-端分别含有HindⅢ、XbaⅠ酶切位点 C.F1、F2的5'-端分别含有AccⅠ、HindⅢ酶切位点 D.F1、F2的5'-端分别含有PvuⅠ、ScaⅠ酶切位点 6.(2026高考·湖南)关于表中生物学实验的相关叙述，错误的是( ) 选项 实验名称 相关叙述 A 低温诱导植物细胞染色体数目的变化 低温能抑制洋葱根尖分生区细胞中纺锤体的形成，引起细胞内染色体数目加倍 B 绿叶中色素的提取和DNA的粗提取 绿叶中的色素不溶于无水乙醇，DNA易溶于无水乙醇 C 探究酵母菌细胞呼吸的方式 细胞呼吸产物的产生情况是因变量，温度是无关变量 D 模拟生物体维持pH的稳定 可设置HCO3-/H2CO3缓冲液或HPO42-/H2PO4-缓冲液作为对照组 A.A B.B C.C D.D 7.(2026高考·江西)植物生物反应器是一种新兴的重组蛋白表达系统，研究人员按图示流程制备抗蛋白F的抗体。下列叙述错误的是(　　) A.制备杂交瘤细胞需将免疫小鼠的B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合 B.利用F免疫的小鼠能制备出多种抗F的单克隆抗体 C.单克隆抗体阳性克隆培养液中通常需要添加血清 D.可用PCR检测植物叶片中是否含有抗F的抗体 8.(2026高考·江西)蛋白酶E被广泛用作洗涤剂的生产原料，但洗涤剂中的物质S能将E的第n位甲硫氨酸氧化，降低其活性。研究人员将上述甲硫氨酸替换为丝氨酸，提高了E对S的耐受性。下列叙述错误的是(　　) A.第n位甲硫氨酸的氧化会影响E的空间结构，从而影响酶的活性 B.将第n位的甲硫氨酸替换为丝氨酸可通过基因工程实现 C.判断E的改造效果，需用S处理一段时间后测定酶活性 D.甲硫氨酸的替换在提高E对S耐受性的同时，降低了E的专一性 9.(2026高考·湖南)将物种A的启动子与物种B的生长激素基因编码序列重组，导入到鲤鱼受精卵，获得多条转基因鱼。与对照组相比，转基因鱼生长速率加快。下列叙述错误的是( ) A.来源不同的启动子和基因编码序列可重新组合并表达 B.不同转基因鱼中重组生长激素基因的表达水平相同 C.外源基因整合到染色体DNA上是其在受体细胞中稳定遗传的关键 D.调控启动子活性可验证转基因鱼的生长速率与生长激素基因表达水平的关系 10.(2026高考·河南)胰蛋白酶可水解精氨酸与下一位氨基酸(脯氨酸除外)之间的肽键。抗体甲的第27、96位均为精氨酸。通过蛋白质工程将第27位替换为苯丙氨酸，第97位替换为脯氨酸。改造后的甲不被胰蛋白酶水解，并保持抗体活性。下列叙述错误的是(　　) A.甲的设计改造需要遵循遗传信息传递的一般规律 B.胰蛋白酶不能水解改造后的甲，体现了酶的专一性 C.第96位氨基酸未被替换的原因可能是该位点与抗体功能相关 D.由于密码子的简并性，改造后编码甲的基因序列不一定改变 11.(2026高考·云南)内含肽(Int)可通过自我催化实现自我切除并无痕连接两侧肽链。构建编码“内含肽+X蛋白”和“内含肽+Y蛋白”的基因，将其导入真核细胞表达后，内含肽自我切除生成X+Y融合蛋白，如图。 下列说法正确的是(　　) A.构建X+Y融合蛋白基因导入细胞，会因碱基序列相互影响而使蛋白功能异常 B.内含肽序列需嵌入X蛋白的功能结构内，以保证获得的融合蛋白功能正常 C.不同内含肽之间通过能匹配的结构相互识别，发挥特异性切除和连接作用 D.为X+Y融合蛋白提供“内含肽+某蛋白”，可赋予X+Y融合蛋白新的结构 12.(2026高考·浙江)利用转基因技术将口蹄疫病毒衣壳蛋白P1的基因导入水稻愈伤组织，获得了多个稳定表达P1的转基因水稻株系。转基因水稻的P1激活小鼠免疫反应的能力与大肠杆菌生产的P1相当，且给小鼠饲喂转基因水稻的P1也能激活免疫反应。下列叙述正确的是(　　) A.将愈伤组织进行脱分化和再分化，获得转基因水稻植株 B.不同株系转基因水稻P1蛋白的基因表达水平相同 C.转基因水稻与大肠杆菌生产的P1蛋白分子量相等 D.转基因水稻P1蛋白具备制成口服疫苗的潜力 13.(2025高考·江西)为了获得抗白叶枯病的水稻品种，研究人员构建了含有抗病基因D的重组Ti质粒(如图)，通过农杆菌转化法将D基因导入水稻种子诱导的愈伤组织，最终获得抗病植株。下列叙述正确的是( ) A.水稻愈伤组织细胞中RNA聚合酶无法识别U6启动子 B.在含重组Ti质粒的农杆菌中U6启动子不能驱动卡那霉素抗性基因表达 C.农杆菌侵染愈伤组织后所用的筛选培养基中需加入卡那霉素 D.愈伤组织再分化获得的含有D基因的幼苗属于抗病植株 14.(2025高考·全国卷)琼脂糖凝胶电泳常用于核酸样品的分析，样品1～4的电泳结果如图所示(“+”“-”分别代表电泳槽的阳极和阴极)。已知样品1和2中的DNA分子分别是甲和乙，甲只有限制酶R的一个酶切位点，样品3和4中有一个样品是甲的酶切产物。下列叙述错误的是(  ) A.配制琼脂糖凝胶时需选用适当的缓冲溶液 B.该实验条件下甲、乙两种DNA分子均带负电荷 C.甲、乙两种DNA分子所含碱基对的数量可能不同 D.据图推测样品3可能是甲被酶R完全酶切后的产物 15.(2025高考·全国卷)蛋白质是结构和功能多样的生物大分子。下列叙述错误的是(  ) A.二硫键的断裂不会改变蛋白质的空间结构 B.改变蛋白质的空间结构可能会影响其功能 C.用乙醇等有机溶剂处理可使蛋白质发生变性 D.利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质 16.(2025高考·四川)下列以土豆为材料的实验描述，错误的是(  ) A.土豆DNA溶于酒精后，与二苯胺试剂混合呈蓝色 B.向土豆匀浆中加入一定量的碘液后，溶液会呈蓝色 C.利用土豆匀浆制备的培养基，可用于酵母菌的培养 D.土豆中的过氧化氢酶可用于探究pH对酶活性的影响 17.(2025高考·湖南)用替代的实验材料或者试剂开展下列实验，不能达成实验目的的是(　　) 选项 实验内容 替代措施 A 用高倍显微镜观察叶绿体 用“菠菜叶”替代“藓类叶片” B DNA的粗提取与鉴定 用“猪成熟红细胞”替代“猪肝细胞” C 观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂 用“醋酸洋红液”替代“甲紫溶液” D 比较过氧化氢在不同条件下的分解 用“过氧化氢酶溶液”替代“肝脏研磨液” A.A B.B C.C D.D 18.(2025高考·广东)Solexa测序是一种将PCR与荧光检测相结合的高通量测序技术。为了确保该PCR过程中，DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA链不继续延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的(  ) A.1'-碱基 B.2'-氢 C.3'-羟基 D.5'-磷酸基团 19.(2025高考·山东)利用动物体细胞核移植技术培育转基因牛的过程如图所示，下列说法错误的是(  ) A.对牛乙注射促性腺激素是为了收集更多的卵母细胞 B.卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅰ中期进行 C.培养牛甲的体细胞时应定期更换培养液 D.可用PCR技术鉴定犊牛丁是否为转基因牛 20.(2025高考·安徽)质粒K中含有β-半乳糖苷酶基因，将该质粒导入大肠杆菌细胞后，其编码的酶可分解X-gal，产生蓝色物质，进而形成蓝色菌落，如图所示。科研小组以该质粒作为载体，采用基因工程技术实现人源干扰素基因在大肠杆菌中的高效表达。下列叙述错误的是(  ) A.使用氯化钙处理大肠杆菌以提高转化效率，可增加筛选平板上白色和蓝色菌落数 B.如果筛选平板中仅含卡那霉素，生长出的白色菌落不可判定为含目的基因的菌株 C.因质粒K中含两个标记基因，筛选平板中长出的白色菌落即为表达目标蛋白的菌株 D.若筛选平板中蓝色菌落偏多，原因可能是质粒K经酶切后自身环化并导入了大肠杆菌 21.(2024高考·全国)某种二倍体植物的P1和P2植株杂交得F1，F1自交得F2。对个体的DNA进行PCR检测，产物的电泳结果如图所示，其中①～⑧为部分F2个体，上部2条带是一对等位基因的扩增产物，下部2条带是另一对等位基因的扩增产物，这2对等位基因位于非同源染色体上。下列叙述错误的是(  ) A.①②个体均为杂合体，F2中③所占的比例大于⑤ B.还有一种F2个体的PCR产物电泳结果有3条带 C.③和⑦杂交子代的PCR产物电泳结果与②⑧电泳结果相同 D.①自交子代的PCR产物电泳结果与④电泳结果相同的占 22.(2024高考·安徽)下列关于“DNA 粗提取与鉴定”实验的叙述，错误的是(  ) A.实验中如果将研磨液更换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低 B.利用DNA和蛋白质在酒精中的溶解度差异，可初步分离DNA C.DNA在不同浓度NaC1溶液中溶解度不同，该原理可用于纯化DNA粗提物 D.将溶解的DNA粗提物与二苯胺试剂反应，可检测溶液中是否含有蛋白质杂质 23.(2024高考·贵州)生物学实验中合理选择材料和研究方法是顺利完成实验的前提条件。下列叙述错误的是(  ) A.稀释涂布平板法既可分离菌株又可用于计数 B.进行胚胎分割时通常是在原肠胚期进行分割 C.获取马铃薯脱毒苗常选取茎尖进行组织培养 D.使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端 24.(2024高考·山东)制备荧光标记的DNA探针时，需要模板、引物、DNA聚合酶等。在只含大肠杆菌DNA聚合酶、扩增缓冲液、H2O和4种脱氧核苷酸(dCTP、dTTP、dGTP和碱基被荧光标记的dATP)的反应管①~④中，分别加入如表所示的适量单链DNA。已知形成的双链DNA区遵循碱基互补配对原则，且在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区。能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有(　　) 反应管 加入的单链DNA ① 5'-GCCGATCTTTATA-3' 3'-GACCGGCTAGAAA-5' ② 5'-AGAGCCAATTGGC-3' ③ 5'-ATTTCCCGATCCG-3' 3'-AGGGCTAGGCATA-5' ④ 5'-TTCACTGGCCAGT-3' A.①② B.②③ C.①④ D.③④ 25.(2024高考·江西)γ-氨基丁酸在医药等领域有重要的应用价值。利用L-谷氨酸脱羧酶(GadB)催化L-谷氨酸脱羧是高效生产γ-氨基丁酸的重要途径之一。研究人员采用如图方法将酿酒酵母S的L-谷氨酸脱羧酶基因(gadB)导入生产菌株E.coliA.构建了以L-谷氨酸钠为底物高效生产γ-氨基丁酸的菌株E.coliB。下列叙述正确的是(  ) A.上图表明，可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB B.E.coliB发酵生产γ-氨基丁酸时，L-谷氨酸钠的作用是供能 C.E.coliA和E.coliB都能高效降解γ-氨基丁酸 D.可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒 26.(2024高考·广东)关于技术进步与科学发现之间的促进关系，下列叙述正确的是(　　) A.电子显微镜的发明促进细胞学说的提出 B.差速离心法的应用促进对细胞器的认识 C.光合作用的解析促进花期控制技术的成熟 D.RNA聚合酶的发现促进PCR技术的发明 27.(2024高考·浙江)下列关于引物F1、F2、R1和R2的叙述，错误的是(  ) A.F1-R1引物可用于特异性地扩增目的片段 B.F1-R2引物不能用于特异性地扩增目的片段 C.F2为无效引物，没有扩增功能，无法使用 D.R2引物可用于特异性地扩增目的片段 28.(2024高考·浙江)为了筛查疟原虫感染者，以及区分对氯喹的敏感性。现有6份血样，处理后进行PCR。产物用限制酶ApoⅠ消化，酶解产物的电泳结果如图所示。 1~6号血样中，来自于氯喹抗性患者的是(  ) A.1号和6号 B.2号和4号 C.3号和5号 D.1号、2号、4号和6号 29.(2024高考·湖南)某同学将质粒DNA进行限制酶酶切时，发现DNA完全没有被酶切，分析可能的原因并提出解决方法。下列叙述错误的是(　　) A.限制酶失活，更换新的限制酶 B.酶切条件不合适，调整反应条件如温度和酶的用量等 C.质粒DNA突变导致酶识别位点缺失，更换正常质粒DNA D.酶切位点被甲基化修饰，换用对DNA甲基化不敏感的限制酶 30.(2024高考·河北)下列相关实验操作正确的是(  ) A.配制PCR反应体系时，加入等量的4种核糖核苷酸溶液作为扩增原料 B.利用添加核酸染料的凝胶对PCR产物进行电泳后，在紫外灯下观察结果 C.将配制的酵母培养基煮沸并冷却后，在酒精灯火焰旁倒平板 D.将接种环烧红，迅速蘸取酵母菌液在培养基上划线培养，获得单菌落 31.(2024高考·山东)关于“DNA的粗提取与鉴定”实验，下列说法正确的是(　　) A.整个提取过程中可以不使用离心机 B.研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后，应充分摇匀再倒入烧杯中 C.鉴定过程中DNA双螺旋结构不发生改变 D.仅设置一个对照组不能排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰 32.(2024高考·吉林)关于采用琼脂糖凝胶电泳鉴定PCR产物的实验，下列叙述正确的是(  ) A.琼脂糖凝胶浓度的选择需考虑待分离DNA片段的大小 B.凝胶载样缓冲液中指示剂的作用是指示DNA分子的具体位置 C.在同一电场作用下，DNA片段越长，向负极迁移速率越快 D.琼脂糖凝胶中的DNA分子可在紫光灯下被检测出来 二、多选题 1.(2026高考·江西)研究人员按图示流程制备T基因编码的耐高温DNA聚合酶T。下列关于该流程的叙述，错误的是(　　) A.需在72℃条件下培养基因工程菌 B.添加高浓度的诱导物可获得高产量的T C.可根据电泳结果初步评价T的纯度 D.可根据PCR产物的多少计算T的活性 2.(2026高考·河北)窖泥中的微生物是影响白酒风味的因素之一。现从某酒厂窖泥中分离筛选与白酒风味物质形成相关的己酸菌，下列分析错误的是( ) A.分离培养己酸菌时，需对培养基、培养皿和窖泥进行灭菌 B.通过稀释涂布平板法统计的菌落数一般比活菌的实际数偏多 C.依据己酸菌的特异基因序列设计引物，可通过PCR对目的菌株进行鉴定 D.获得的己酸菌优良菌种需扩大培养后再用于白酒的规模化生产 3.(2025高考·河北)X染色体上的D基因异常可导致人体患病，在男性中发病率为1/3500，某患病男孩(其母亲没有患病)X染色体上的基因D和H内各有一处断裂，断裂点间的染色体片段发生颠倒重接。研究者对患儿和母亲的DNA进行了PCR检测，所用引物和扩增产物电泳结果如图。不考虑其他变异，下列分析错误的是(  ) 注：引物组合S1和S2，R1和R2可分别用于对正常基因D和H序列的扩增检测 A.该病患者中男性显著多于女性，女性中携带者的占比为1/3500 B.用R1和R2对母亲和患儿DNA进行PCR检测的结果相同 C.与正常男性相比，患病男孩X染色体上的基因排列顺序发生改变 D.利用S1和S2进行PCR检测，可诊断母亲再次孕育的胎儿是否患该病 4.(2025高考·江苏)图示人体正常基因A突变为致病基因a及HindⅢ切割位点。AluⅠ限制酶识别序列及切割位点为，下列相关叙述正确的有(  ) A.基因A突变为a是一种碱基增添的突变 B.用两种限制酶分别酶切A基因后，形成的末端类型不同 C.用两种限制酶分别酶切a基因后，产生的片段大小一致 D.产前诊断时，该致病基因可选用HindⅢ限制酶开展酶切鉴定 5.(2024高考·湖南)最早的双脱氧测序法是PCR反应体系中，分别再加入一种少量的双脱氧核苷三磷酸(ddATP、ddCTP、ddGTP或ddTTP)，子链延伸时，双脱氧核苷三磷酸也遵循碱基互补酸对原则，以加入ddATP的体系为例：若配对的为ddATP，延伸终止；若配对的为脱氧腺苷三磷酸(dATP)，继续延伸；PCR产物变性后电泳检测。通过该方法测序某疾病患者及对照个体的一段序列，结果如图所示。下列叙述正确的是(　　) A.上述PCR反应体系中只加入一种引物 B.电泳时产物的片段越小，迁移速率越慢 C.5'-CTACCCGTGAT-3'为对照个体的一段序列 D.患者该段序列中某位点的碱基C突变为G 三、非选择题 1.(2026高考·甘肃)甜醅是西北地区的传统小吃，可由燕麦发酵而成。燕麦经清洗、浸泡、蒸煮、摊凉后，加入酒曲(含酵母菌等微生物)发酵，即可制成甜醅。回答下列问题。 (1)燕麦中的淀粉被淀粉酶水解成还原糖，为酵母菌提供__________。 (2)甜醅制作时，蒸煮原料的操作属于无菌技术中的__________；加入酒曲前摊凉是为了避免原料温度过高导致__________ (3)发酵初期，需要将温度控制在28℃左右是因为__________；发酵后期，密封发酵容器可促进酵母菌的__________，使乙醇含量__________。 (4)为了推动甜醅的工业化生产，研发人员利用基因工程技术从甜醅中克隆了α-淀粉酶基因，构建了表达载体。实验所用载体结构、引物设计图和限制酶识别序列及酶切位点如下。 ①在设计α-淀粉酶引物序列时，为了将目的基因正确插入表达载体，引物1的5′端引入了BamH Ⅰ识别序列，引物2的5′端需引入__________酶的识别序列。 ②构建成功的重组质粒，用BamH Ⅰ和EcoR Ⅰ双酶切__________(填“可以”或“不可以”)切割出完整的α-淀粉酶基因。理由是__________。 2.(2026高考·北京)学习以下材料，回答(1)~(4)题。 合成生物学助力尿酸代谢平衡 尿酸是细胞中嘌呤分解代谢的产物。大多数哺乳动物可以依靠细胞内的酶分解尿酸，但人类缺少酶，导致血液中的尿酸浓度比大多数哺乳动物高几十倍。尿酸有多种生物学功能，如可以作为还原剂减少细胞中的自由基。若尿酸代谢异常，浓度超过时，尿酸可能沉积于关节囊中，引发痛风。 为探索痛风的新疗法，研究者利用合成生物学的方法建立了一个尿酸响应体系。他们首先构建了两种表达载体(见下图)，右侧是报告基因SEAP表达载体，启动子和SEAP之间插入了cH序列；左侧是表达载体，是来自细菌的一种蛋白，既能与尿酸可逆结合，也能与可逆结合。当尿酸浓度较低时，与结合的多，从而减少SEAP的转录；当尿酸浓度较高时，更多的与尿酸结合，导致结合于的减少，SEAP的转录增加(如下图)。将两种载体同时导入体外培养的细胞，发现SEAP的表达随培养液中尿酸浓度的变化而变化；在相同尿酸浓度下，SEAP的表达量随插入cH数目的增加而减少。 随后，研究者将酶基因改造为基因，用基因替换图中的SEAP，构建sU表达载体，其中串联的cH数目为8个。将R表达载体和sU表达载体导入细胞，再将细胞植入U酶缺失的小鼠体内，7天后小鼠血液中尿酸水平由降为，与饲喂痛风常用药的效果相似。可见上述研究为痛风的治疗提供了新思路。 (1)表达载体中__________的功能是驱动目的基因的转录。 (2)由文中信息可知尿酸与序列之间的关系：二者__________结合蛋白。 (3)为降解血液中而不是细胞内的尿酸，研究者将U酶基因改造为基因，基因应编码__________的U酶。 (4)对文中的表达载体稍加改造，可进一步降低U酶缺失小鼠的血液尿酸浓度。为此，利用文中现有的DNA序列，可以在sU表达载体中进行的改造是__________。 (5)利用合成生物学构建类似的稳态调控系统，也有希望用于其他代谢相关疾病的治疗。如果采用文中设计思路助力血糖稳态的维持，关键是寻找__________。 3.(2026高考·贵州)高粱是酿酒的优质原料，虫害严重影响高粱产量和品质。将外源抗虫基因导入高粱植株，可培育具有抗虫性状的新品种。回答下列问题： (1)科研人员拟将抗虫基因V连接到图甲中的质粒上，为避免错误连接，应选用图甲中的_____对质粒进行酶切。 (2)将重组质粒导入受体细胞并获得高粱植株，为检测目的基因是否正确导入，以叶片基因组DNA为模板，设计如图乙所示的引物进行PCR及电泳鉴定。其中引物组合为_________的扩增产物电泳迁移速率最快；抗虫基因V的长度约为_____bp。                W试剂：识别G；X试剂：识别G、A；                Y试剂：识别C、T；Z试剂：识别C (3)科研人员发现转基因高粱中V基因的表达量未达到预期，推测与启动子部分序列的胞嘧啶甲基化有关。用亚硫酸氢盐(能使未甲基化的碱基C转变为U)处理高粱DNA，将处理后的样品进行PCR扩增等操作获得上述片段的互补链。将所得互补链的末端用32P标记，再分别用四种化学试剂处理，使识别的核苷酸的端磷酸二酯键断裂，并通过控制反应时间使断裂反应不充分进行，然后对四组反应产物进行电泳并检测放射性，化学试剂对碱基的识别情况及检测结果如图丙(只显示含有32P的条带)。③中加入的是__________试剂；a和b两片段长度相差_____个核苷酸；启动子的该序列从端到端第_____位核苷酸发生了甲基化。 4.(2026高考·湖北)蛋白激酶CaMKIIδ过度活化可导致某些心血管疾病。该酶过度活化与其第281和282位的甲硫氨酸(Met)有关。可通过向导RNA引导，将腺嘌呤碱基编辑器(ABE)精确定位至基因的待编辑位置，使基因相关位点①和②(如图1)的A转换成G，导致甲硫氨酸变为缬氨酸，从而抑制CaMKIIδ的过度活化。科研人员设计两种向导RNA—sgRNA1和sgRNA6，以此构建了两种ABE，两者在机体心肌细胞中编辑CaMKIIδ基因的效率如图2。 回答下列问题： (1)CaMKIIδ的化学本质是________。 (2)实验中使用心肌特异性启动子来驱动ABE发挥作用，目的是______________。 (3)图1中sgRNA1序列为________(填标号)。 A.5'-GCTTCCATGATGCACAGAC-3' B.5'-GTCTGTGCATCATGGAAGC-3' C.5'-GUCUGUGCAUCAUGGAAGC-3' D.5'-CGAAGGUACUACGUGUCUG-3' (4)由图2可知，以________为向导RNA的ABE编辑效果更好，理由是______________。 (5)镰状细胞贫血是一种遗传病，导致该病的根本原因是_________________；理论上，若用上述技术，需将碱基编辑器导入________(填细胞名称)，从而实现对患者血红蛋白分子的改造，达到治疗目的。 5.(2026高考·湖北)L基因编码一种水解酶，对人体消化营养物质非常重要。为研究L基因在染色体上的定位，科研人员进行了如下实验。 实验一：通过PCR技术从人—鼠融合细胞A～F(每个细胞保留了部分人染色体)中检测L基因，结果如图1。通过染色体分析确定了融合细胞中所含人染色体信息，结果如图2。 实验二：用荧光探针(特异性检测L基因的模板链)检测人细胞中L基因在染色体上的定位，结果如图3。 回答下列问题： (1)可用化学试剂________诱导人细胞和鼠细胞融合。 (2)据图1可知，L基因存在于_______(填A～F标号)融合细胞中。 (3)据图1、图2推测L基因定位在人________号染色体上。 (4)实验二中，应选择有丝分裂________期的细胞进行观察；图3中每条染色体上出现两个信号点的原因是________________。 (5)随着年龄的增长，大多数人的基因甲基化修饰程度增加，基因表达水平降低，这种遗传现象属于________。 6.(2026高考·湖南)株高是影响水稻产量的重要性状，探究株高相关基因的遗传机制对水稻育种有重要意义。回答下列问题： (1)为阐明纯合品系甲(株高100 cm)株高由几对基因控制和显隐性等遗传机制，将其与纯合野生品系(株高140 cm)杂交后，株高均为140 cm，F2中株高140 cm和100 cm的数量比约为3∶1，推测品系甲株高的遗传机制为________________________________________________________________________________。 (2)品系甲是野生型的某株高基因发生突变所致，其转录产物编码序列的第796位突变，野生型及突变型基因转录模板链的部分碱基序列如图所示。 野生型： 突变型： ①该突变体第_____位氨基酸突变为_____(部分密码子及对应氨基酸：GCU丙氨酸，CUU亮氨酸，UUC苯丙氨酸，UCG丝氨酸)。 ②拟设计PCR引物扩增该株高基因片段，以检测其他水稻是否发生该突变，应选择引物_____(填序号)。 Ⅰ. Ⅱ. Ⅲ. Ⅳ. (3)某纯合品系乙(株高75 cm)与纯合品系甲(株高100 cm)杂交后，株高均为100 cm，中株高100 cm的347株，株高75 cm的114株，用(2)中的引物和方法检测品系乙的该株高基因： ①若发现与品系甲有相同突变，推测乙的基因型为_____(用A、a；B、b；C、c……表示基因)。将品系乙与纯合野生品系(株高140 cm)杂交，其表现为株高140 cm，中株高140 cm、100 cm和75 cm三种表型的数量比约为9∶6∶1，推测所涉及基因的位置关系是_____________________________________。 ②若发现与品系甲无相同突变，则品系乙形成的原因是__________________________________________。 7.(2026高考·广东)玉米籽粒胚乳的粉质与硬质是具有重要农艺价值的一对相对性状。我国科学家在对玉米粉质品系A和硬质品系W两个纯合品系的研究中，发现等位基因VA和VW可能参与该性状的调控。进一步研究发现，这对基因的序列长度存在差异(图a)，且在胚乳发育过程中VA的表达量显著低于VW的表达量。为明确这对基因参与性状调控的机制，开展如下研究。 回答下列问题： (1)将两个品系进行正反交，获得的F1籽粒胚乳均表现为硬质，可知硬质为__________性状。 (2)根据这对基因的序列设计了3种引物(图a)，便于通过PCR技术进行区分。PCR反应体系中包括这3种引物、Taq DNA聚合酶(延伸速度约为1000 bp/min)、缓冲液(含Mg2+)、水、4种脱氧核苷酸和__________，反应参数见图b。预测品系W植株PCR产物电泳结果符合①～⑤(图c)中泳道_______________的带型。 (3)基于品系W构建了针对VW基因的RNAi(可通过切割靶基因mRNA显著降低其表达)转基因植株。鉴定转基因植株中VW基因表达是否受到影响，应提取植株_______________进行PCR检测。若VW基因参与调控玉米胚乳性状，预测可得到下列结果(胚乳由极核和精子结合后发育而成，极核和卵细胞携带的基因相同)： ①纯合转基因植株的籽粒胚乳性状为_________________； ②杂合转基因植株自交产生的籽粒胚乳性状及比例为____________________________。 (4)已知VW基因编码一种酶，在胚乳发育过程中催化非极性胡萝卜素转化为下游产物。研究人员据此对胚乳性状的产生提出了一个假设，并设计研究思路：对品系A植株进行诱变，筛选胚乳变为硬质的突变体，进而分析其中是否有非极性胡萝卜素合成途径的基因发生突变。推测研究人员提出的假设。最合理的是：_____________________________________是产生品系A粉质胚乳的原因。 8.(2026高考·河北)根据开花的特点，辣椒植株的花型可分为单花、中花和多花3种类型。为探究该性状的遗传规律，研究者利用甲、乙和丙3种单花纯合体进行了杂交实验，结果见表。 实验编号 杂交组合 F1表型 F2表型及比例 ① 甲×乙 多花 多花∶单花=9∶7 ② 甲×丙 多花 多花∶单花=9∶7 ③ 乙×丙 中花 中花∶单花=9∶7 回答下列问题： (1)根据实验①结果推断，控制花型的基因遗传遵循______________定律。实验②的F2单花个体中，纯合体占比为_________。利用甲和实验②的F1进行杂交，子代中多花占比为_________。 (2)根据3个杂交实验结果判断，控制花型的基因至少涉及_________对。因此推测，上述实验中表现出多花的辣椒植株，必须具有甲中参与控制多花的_________(填“显性”或“隐性”)基因，该等位基因用A/a表示。 (3)现将实验①的F1和丙杂交，对其子代单株和甲、丙的A/a基因进行PCR扩增，产物经酶切后电泳结果的带型如图所示。若(2)中的推测正确，在图中将多花和中花植株检测结果对应位置的条带涂黑，杂交子代中，电泳结果与亲本丙相同的个体理论上占比为_________。 (4)现有多株基因型相同的中花辣椒植株，从亲本甲、乙和丙中选择_________与该类植株杂交，根据子一代表型及比例即可确定其基因型。 9.(2026高考·四川)肿瘤的快速增殖使其内部缺氧，有人将普拉梭菌fp基因转入兼性厌氧大肠杆菌(E.coli)，构建工程菌E.coli-fp并评估其抗肿瘤效果，部分操作如图1。回答下列问题。 (1)DNA连接酶可催化fp基因与载体之间生成________键，连接形成重组质粒。工程菌E.coli-fp表达的产物中His标签可被抗体识别。将His标签置于fp基因后并融合表达，目的是____________________________________。 (2)PD-1抗体是一种抗癌药物。为分析FP蛋白对肿瘤的疗效，有人开展了相关实验，结果如图2，请评价FP蛋白和PD-1抗体对肿瘤的治疗效果_______________________________________________________。 (3)色谱分析可区分不同的小分子，同一分子会在固定时间出现峰值。向ATP或GTP溶液中加入FP蛋白，反应后的色谱分析结果如图3。FP蛋白的反应底物是__________。 (4)有人将E.coli或含厌氧启动子的工程菌E.coli-fp注射到小鼠尾静脉，证明E.coli-fp具有抗肿瘤作用。据图4分析，用His标签抗体杂交，检测到的组1是__________(填“E.coli”或“E.coli-fp”)；兼性厌氧大肠杆菌主要在肿瘤中存活并增殖，原因可能是____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。综合分析，E.coli-fp能有效治疗肿瘤的作用机制是__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。 10.(2026高考·河北)黑曲霉中的淀粉酶R能直接将不经高温处理的淀粉降解为葡萄糖。R基因的表达受CreA蛋白抑制。研究者利用基因工程手段，抑制了黑曲霉CreA基因的表达，并进行了相关检测。 回答下列问题： (1)黑曲霉菌种的分离纯化应选用_________(填“固体”或“液体”)培养基。 (2)细胞中具有特定结构的双链RNA可被相关酶识别并降解为小片段。RNA小片段可识别与自身序列互补的mRNA，引导该mRNA发生降解。如图1所示，为使含片段A和C的转录产物能按照_________原则自身折叠形成双链，扩增CreA基因D片段时，可在两个引物的_________端分别添加两个限制酶识别序列。一部分PCR产物用限制酶KpnⅠ和SpeⅠ酶切连接到载体中A所在的位置，另一部分再用限制酶①和②构建到载体中C所在的位置。因此可判断，限制酶①应该是_________。 (3)构建的基因表达载体除含有启动子、终止子和目的基因外，还需具有_________基因，以使表达载体转入受体细胞后可利用_________培养基筛选出转基因成功的菌株。 (4)构建的表达载体转入菌株G获得G1，将G和G1在相同且适宜的条件下培养，对其生长状况和菌液的淀粉酶活力进行检测，实验结果(图2)表明_________________________________________________________。(答出两点) (5)传统工艺中需对淀粉进行高温糊化、淀粉酶液化和糖化酶糖化等处理，才可获得葡萄糖。相较于传统工艺，对淀粉酶R的研发利用所体现的优势是________________________________________________。(答出两点) 11.(2026高考·山东)小鼠基因W编码的蛋白质可调节脂肪代谢。研究人员将基因W转入酵母菌并使其稳定表达，实现了该蛋白的高效合成。该过程中用到末端脱氧核苷酸转移酶(TdT)，该酶不需要模板，可在DNA的3´端随机添加4种脱氧核苷酸，若只提供1种脱氧核苷酸，则连续添加多个该种脱氧核苷酸，称为同聚物加尾。相关信息所示。 (1)载体上RNA聚合酶识别和结合的部位是_______，载体上与其能自我复制相关的结构是_______。 (2)研究人员选取2种限制酶切开载体，再用TdT分别对基因W和切开的载体进行同聚物加尾，然后将两者连接；若载体酶切后产生的黏性末端为5´端突出，则需先用DNA聚合酶补平后再进行同聚物加尾。因后续研究还需要用这2种限制酶将基因W从重组载体中切下，据图分析，应选取的2种限制酶为___________。 (3)基因W和载体两者的同聚物尾配对后形成的重组载体存在部分单链区，为构建完整重组载体需要的2种酶是_______________________________，该过程中___________(填“需要”或“不需要”)添加引物，原因是___________________________________________________________________________________。 (4)为检测基因W是否在酵母菌中表达出相应蛋白，在分子水平上的检测方法是__________________。 12.(2026高考·黑吉辽蒙卷)我国科学家在半矮秆水稻性状改良研究领域中取得了突破性进展。 (1)已知水稻高秆和半矮秆性状受一对等位基因SD1/sd1控制。SD1基因编码有功能的赤霉素20-氧化酶，催化底物产生赤霉素，控制高秆性状；sd1基因不能产生有功能的酶，控制半矮秆性状。杂交结果说明高秆对半矮秆为显性，从基因型和基因产物功能的角度，对此结论的解释是________。 (2)半矮秆稻抗倒伏，但高氮肥下才能高产。为使其在低氮肥下高产，科学家找到一种名为“千粒稻”的高秆水稻，该水稻具有低氮肥下高产的相关基因。为寻找该基因，将千粒稻与半矮秆稻杂交，筛选________性状的半矮秆子代，再与________杂交。重复以上操作，得到一系列只包含一小段千粒稻染色质但低氮肥高产的杂交品系(C系)。上述过程是为了尽可能避免________流入C系，以缩小筛选范围。 (3)从C系中筛选到一段DNA序列，命名为qINCA2.qINCA2与半矮秆稻的同源序列INCA2只有一个核苷酸差异，均不编码蛋白质。在低氮肥条件下，INCA2导致局部染色质成为稳定的环，把RCN2基因“锁”在其中(下图b)，而qINCA2没有使染色质成环能力(下图c)。 qINCA2控制低氮肥高产性状的分子水平解释为________。 (4)基于以上机制欲用基因组编辑技术(可以精准快速改变DNA序列)改造另一种氮肥依赖型半矮秆稻品种，培育低氮肥高产型纯合子。合理的方案是先编辑该半矮秆稻的________，筛选得到低氮肥高产型第一代基因组编辑水稻。由于该水稻可能是________，需再让其进行________，然后从中筛选获得目标水稻。 13.(2026高考·河南)4-α糖基转移酶(4αGT)在工业生产中发挥重要作用。为实现产业化生产，研究人员利用双酶切法，从重组克隆载体(仅用于目的基因的复制和保存)中获取目的基因，连入表达载体，构建了高效表达4αGT的工程菌，流程如图1所示。回答下列问题： (1)为确保目的基因正常复制，重组克隆载体和重组表达载体均应含有的元件为________。为确保目的基因正常表达，相较于重组克隆载体，重组表达载体目的基因两端的元件除启动子外，还有________，作用为________。 (2)根据限制酶识别序列和切割位点，以及目的基因片段的黏性末端(图1)，判断所使用的限制酶1是________，限制酶2是________。 (3)琼脂糖凝胶电泳中，DNA分子大小与迁移速率成反比。为检验重组表达载体是否构建成功，用限制酶1和限制酶2切割后，进行电泳鉴定。构建成功的重组表达载体酶切产物的电泳结果如图2所示，条带________(填“a”或“b”)对应目的基因片段，理由是________。 (4)将重组表达载体导入受体细胞，获得的工程菌接入液体培养基中培养。定时检测培养液中4αGT的含量，结果如图3所示。阶段2中4αGT含量迅速升高的原因可能是________(答出一点即可)。 14.(2026高考·陕晋青宁卷)研究人员筛选天然抗虫蛋白时发现，棉铃虫取食过表达J蛋白的棉花植株后会死亡，然而棉花细胞核中积累过量的J蛋白会导致棉花不育。我国科学家运用基因工程技术，构建了一种新型抗虫棉。回答下列问题。 (1)当转入的外源J基因与棉花内源J基因序列相同时，可能会抑制J基因在细胞内的表达。为避免该问题，基于密码子的___________性，可设计与内源J基因序列不同但编码氨基酸序列相同的外源J基因(J*)。确定获得的J*基因是否与设计相符的方法是___________(选填序号：①PCR；②琼脂糖凝胶电泳；③测序并序列比对)。 (2)为解决过表达J蛋白导致的棉花不育问题，按照蛋白质工程的设计思路，利用下图所示载体，构建仅在棉铃虫啃食后才表达J*蛋白的抗虫棉。在该载体中，启动子P属于___________型启动子。棉铃虫啃食后，棉花细胞中的___________酶与启动子P结合，启动融合基因S-J*表达，之后检测到J*蛋白在细胞外积累，则S-J*融合蛋白中信号肽S的作用是___________。 (3)已合成的J*基因两端仅含有对应的限制酶识别序列，无额外碱基序列。为使J*基因插入载体并正确表达S-J*融合蛋白，需使用两种限制酶对载体进行酶切，限制酶识别序列如图，可选择的限制酶组合是___________或___________两种组合，原因是___________。 (4)为获得足够的重组质粒，需对转化成功的大肠杆菌振荡培养，振荡培养的原因是___________。可利用___________法将融合基因导入棉花茎尖细胞，进而获得植株。棉铃虫在啃食抗虫棉后，J*蛋白会进入肠道细胞核中，___________(填“促进”或“抑制”)组蛋白去乙酰化酶的活性，组蛋白乙酰化水平升高，诱导肠细胞凋亡，棉铃虫死亡。 15.(2026高考·云南)UW4菌株可表达ACC脱氨酶减少植物乙烯合成，促进植物生长，但定殖植物根部能力较弱。现欲将增强定殖能力的五肽整合到UW4中ACC趋化受体(ACCR)的羧基端。回答下列问题： 第一步：构建pEX质粒(图a)，复制原点(ori)不能在UW4菌株中启动复制(质粒不复制策略)。 (1)PCR每次循环一般可以分为变性、复性和________三步。 (2)构建pEX质粒时，用2种限制酶的目的是________(答出2点)。 第二步：将pEX质粒导入UW4菌株中，利用DNA同源区段可发生交换的原理，改造得到工程菌UW4-2(图b)。 (3)我国科学家将来自玉米的α-淀粉酶基因与目的基因一起转入植物中，使花粉失活，防止转基因花粉传播；在UW4-2菌株构建中使用了质粒不复制策略。此类设计的主要目的是________。 (4)要获得UW4-2菌株，需筛选三次。第一次在培养基中添加_________，即可筛选出UW4-1菌株，筛选的原理是________；在第二次筛选培养基中添加________。筛选后，培养基中仍同时存在两种菌株，第一种菌株是UW4-2，另一种菌株的拟核DNA结构是________(填图c中序号)；可以通过设计特异性引物进行PCR扩增相应序列并________。 16.(2026高考·安徽)肿瘤化疗通过诱导肿瘤细胞的DNA损伤，引发肿瘤细胞死亡。肿瘤细胞会激活DNA损伤修复途径，导致肿瘤对化疗药物耐药。为探究P基因在乳腺癌中的作用机制，科研人员进行了相关研究。回答下列问题。 (1)培养细胞时，若恒温培养箱内CO2不足，会导致培养液______异常；乳腺癌细胞培养时______(填“会”或“不会”)出现接触抑制现象；细胞传代培养时需要用胰蛋白酶处理，使贴壁细胞分散成单个细胞，操作时需要控制处理时间，原因是______。 (2)P基因及转录方向、质粒图谱及目的基因插入位点的相关信息如图1所示(实线方框内横线处表示限制酶的识别序列，箭头处表示酶切位点)。为构建重组质粒，扩增P基因时，应选择的一对引物为______(填图2中序号)。为探究P基因对乳腺癌细胞增殖的影响，将重组质粒导入乳腺癌细胞的处理组作为实验组，对照组的处理是______。 (3)S基因主要通过抑制DNA损伤修复途径来抑制肿瘤增殖，引发肿瘤细胞死亡。研究发现，P蛋白能诱导S基因的启动子甲基化。这表明P基因______S基因的转录，______(填“促进”或“抑制”)肿瘤耐药。 17.(2026高考·浙江)农杆菌能侵染真菌，介导真菌细胞的转基因。3-磷酸甘油脱氢酶是假丝酵母中甘油合成代谢途径的关键酶，将3-磷酸甘油脱氢酶基因(Gpd)构建到表达载体上，如图1所示。通过农杆菌介导法，转化假丝酵母野生型菌株，获得转Gpd的重组菌株。野生型菌株与某重组菌株分别进行发酵实验，生产甘油的结果如图2所示。 注：ZeoR是腐草霉素抗性基因，KanR是卡那霉素抗性基因 回答下列问题： (1)表达载体导入农杆菌细胞：用溶液处理农杆菌，制备________，再用电击法将表达载体导入农杆菌细胞，经筛选获得阳性克隆。为验证阳性克隆是否为转化成功的农杆菌，从繁殖后的菌株细胞中提取质粒，经________限制酶酶切后电泳，若出现4条DNA条带，则表明转化成功。 (2)假丝酵母重组菌株的获得：在________中的酒精灯火焰旁，取野生型假丝酵母菌种，采用________方法接种在固体培养基上培养，适时挑选________再接种到液体培养基进行培养。取适量的假丝酵母与农杆菌进行共培养一段时间后，杀灭农杆菌，然后在含有________的选择培养基中筛选，最终获得重组菌株。 (3)重组菌株生产甘油能力的分析：根据图2可知，与野生型菌株相比，该重组菌株用于发酵生产甘油的2个优点是________。若某生长正常的重组菌株发酵液中甘油的含量显著低于野生型菌株，从引起变异的因素分析，可能的原因有：在培养过程中重组菌株发生了突变，或________，导致甘油合成代谢受阻。 18.(2026高考·全国卷)研究人员利用基因工程和动物细胞工程技术对某品种奶牛进行改良，以使奶牛的乳腺表达并分泌蛋白B，技术路线如图所示。回答下列问题。 (1)在获取目的基因的过程中，步骤①和步骤②所用的酶分别是___________。 (2)完成基因导入后，需要鉴定牛胚胎成纤维细胞染色体DNA上是否成功插入B基因，可使用的检测技术有___________(答出1点即可)等。 (3)牛卵母细胞去核时，所使用的卵母细胞应处于_______(填“减数分裂Ⅰ中期”“减数分裂Ⅱ中期”或“有丝分裂中期”)。 (4)步骤③将2种细胞融合常用的方法有_______(答出1点即可)等。步骤④胚胎移植前，需要对重构胚进行_________________处理，以使重构胚完成细胞分裂和发育进程。 (5)设计实验，鉴定成年转基因母牛的乳腺是否分泌了蛋白B，简要写出实验思路。 19.(2026高考·湖北)玉米是重要粮食作物之一，对低温极为敏感。低温不仅限制玉米的生长，还抑制其对磷的吸收。研究发现，一种泛素连接酶UbL是协调玉米低温响应与磷吸收的核心调控因子，UbL通过泛素化修饰靶蛋白促使其降解，UbL的靶蛋白包括低温信号通路关键蛋白J和磷转运蛋白T。为阐明UbL基因调控玉米低温响应与磷吸收的分子机制，科研人员对野生型玉米(WT)进行UbL基因敲除和定向改造，分别获得功能缺失突变体ubl与定向改造的突变体，并进行了相关实验研究，结果如图所示。 回答下列问题： (1)与野生型玉米相比，低温条件下突变体玉米植株中磷的含量________，原因是____________________。 (2)推测蛋白J含量与玉米耐寒性之间呈________相关性，请设计实验证明上述推论________________(写出实验思路)。 (3)UbL作为枢纽蛋白，体现了基因与性状之间的关系是____________。 (4)培育耐低温玉米，对农业种植的积极意义是____________________(回答一点即可)。 20.(2026高考·湖南)阿尔茨海默病患者大脑中β-淀粉样蛋白(Aβ)异常聚集，损伤神经元。为了探索治疗该疾病的新方法，研究人员合成了一种嵌合抗原受体(CAR)基因，使其在星形胶质细胞中特异性表达，形成CAR-A细胞，并鉴定了这种细胞特异性识别、吞噬和降解Aβ聚集体的能力。回答下列问题： (1)CAR基因和病毒载体的部分结构(含限制酶切割位点)分别如图a、b所示。 ①胞外识别区应选用Aβ聚集体的________(填“抗原”或“抗体”)特定片段编码序列。 ②采用特异性启动子的目的是________________________________________。同时，为使该CAR基因正确插入病毒载体，并能通过绿色荧光蛋白(GFP)示踪其成功导入星形胶质细胞，应选用的两种限制酶是__________。 (2)为鉴定CAR-A细胞能吞噬和降解Aβ聚集体，可用含Aβ聚集体的培养基培养CAR-A细胞，一段时间后更换不含Aβ聚集体的培养基继续培养，__________(单选)的Aβ聚集体含量。 A.24 h检测细胞内 B.24 h检测细胞外 C.0 h和24 h检测细胞内 D.0 h和24 h检测细胞外 (3)给6月龄阿尔茨海默病模型小鼠注射携带CAR基因的病毒，3个月后，大脑Aβ聚集体减少，且神经元损伤标志蛋白的相对表达量下降。该实验对照组应注射_____________；该实验结论是_____________________________________________________________________________________。 21.(2026高考·广东)疟疾是由疟原虫引起、经按蚊传播的传染病，对人类健康构成严重威胁。雌蚊成虫吸血后产卵，雄蚊不吸血。研究人员成功培育出一种转抗菌肽基因(MM-CP)按蚊。该抗菌肽仅在雌蚊吸血后高表达，可有效抑制按蚊肠道内疟原虫的发育，为疟疾防控提供了新思路。回答下列问题： (1)构建该转基因按蚊涉及的可遗传变异类型属于______________。MM-CP转录形成的mRNA在翻译过程中，tRNA上的____________与mRNA上的密码子互补配对，将氨基酸转运至核糖体参与抗菌肽合成。 (2)研究发现，抗菌肽影响按蚊自身存活。转基因雌蚊吸血后存活率显著降低，但多数个体能在死亡前完成繁殖。推测转基因按蚊中调控MM-CP表达的启动子类型为_____________。从基因传递的角度分析，选用该类启动子的原因是________________________________________________________________________。为降低抗菌肽对按蚊的不利影响，运用蛋白质工程原理提出一种改造MM-CP的设计思路。___________________________________________________________________________________________。 (3)基于CRISPR/Cas9系统的基因驱动技术，可使特定基因从亲代到子代的遗传概率显著高于50%，从而在种群中快速扩散。研究人员培育了驱动型和非驱动型转基因按蚊(如图)。与非驱动型相比，驱动型后代中携带MM-CP的个体比例显著增加，其原因是：形成配子时，Cas9切割野生型染色体，然后______________________________________，使更多配子携带MM-CP。 (4)若将该驱动型转基因按蚊大范围释放，可能引发一些潜在风险。试从生物进化角度提出一种潜在风险。_______________________________________________。 22.(2025高考·贵州)番茄细胞中线粒体形态与其自身功能密切相关，并影响番茄果实的成熟过程。研究者将决定蛋白质在细胞内定位的特定肽链“嫁接”到绿色荧光蛋白(GFP)上，控制GFP在番茄细胞内的分布，从而在显微镜下观察线粒体的形态变化。回答下列问题： (1)根据蛋白质工程原理，一般不会直接拼接肽链，而是将两段肽链对应的 拼接在一起完成“嫁接”，细胞色素c氧化酶Ⅳ(COXⅣ)参与有氧呼吸生成水的过程。COXⅣ的一段肽链序列X决定了COXⅣ在细胞内的分布，研究者选择将X与GFP拼接，理由是 。 (2)拼接好的序列应插入下图中农杆菌T-DNA的 (填下图字母)处。理由是 。 (3)选择番茄幼嫩子叶进行离体培养，这些培养的器官、组织或细胞被称为 。农杆菌侵染后有一定几率将目的基因整合到番茄细胞的 中，番茄组织培养过程中，芽诱导期需在培养基中添加的植物激素是 。 23.(2025高考·浙江)玉米(2n=20)雌雄同株异花。从玉米某自交系(甲)中选育出2个雄性不育突变体(乙和丙)。已知雄性不育基因E1、E2由雄性可育基因E突变所致；如图1所示。甲×乙的F2中雄性可育285株、雄性不育94株，甲×丙的F2中雄性可育139株、雄性不育45株。利用引物P1和P2，对甲、乙、丙以及它们之间杂交的后代(丁和戊)基因组DNA进行PCR扩增，扩增产物经SnaBⅠ完全酶切后电泳，结果如图2所示。 回答下列问题： (1)E1基因与E基因相比，由于 ，导致编码的蛋白质中1个氨基酸发生改变。E2基因与E基因相比，由于编码区增加了插入序列，导致 ，使编码的蛋白质中氨基酸数目减少。 (2)雄性不育对雄性可育是 性状，乙的基因型是 。甲×丙产生的F1其雌配子有 种，F2可育植株中纯合子占 。若甲×戊的F1随机交配，则F2中E1的基因频率是 。 (3)写出丁×戊获得F1的遗传图解。 (4)雄性不育突变体不能自交繁殖。为了保存雄性不育突变体，需长期保留含不育基因的杂合子。该杂合子可采用上述“PCR结合限制性内切核酸酶酶切后分析条带”进行鉴定，还可采用的方法有 (答出2点即可)。 (5)利用引物P1、P2对甲的基因组DNA进行PCR扩增和电泳，下列叙述错误的是___________。 A.PCR反应中TaqDNA聚合酶是沿着模板链的3'端向5'端聚合核苷酸 B.图2中胶板的上端是电泳时的负极，且电泳时DNA片段由负极向正极泳动 C.若用32P标记引物P1，每个DNA分子经4轮PCR循环后，可获得16条含32P标记的DNA单链 D.若用32P标记引物P1，每个DNA分子经4轮PCR循环后，可获得8个含32P标记且长度为b的DNA分子 24.(2025高考·江西)天然色素可赋予稻米多样化颜色。为解析红色稻米品种ka的遗传机制，研究人员以连续自交表型均稳定遗传的纯合品种ka(红色)、Dr(白色)和Pu(白色)开展实验(本题涉及的基因名称依次定义为A/a、B/b……)。回答下列问题： (1)ka和Dr正反交，获得籽粒(F1)，种植后自交获得籽粒(F2)，F2自交获得F3，表型如下表，表明其遗传方式为母性影响(子代表型由母本的核基因控制)。完善表中表型数据。 亲本组合 F1 颜色 F2颜色 F3颜色 ka(红)×Dr(白) 全红 全红 Dr(白)×Ka(红) 全白 红：白=3:1 (2)ka和Pu杂交，后代连续自交获得F3的表型比例为9红：3棕：4白，表明ka中籽粒颜色由两对基因控制，结出棕色籽粒的F2植株基因型为 或 。 (3)在定位好的A/a、B/b基因两侧设计PCR引物，引物对1和引物对2分别可扩增A/a、B/b全部序列。下图是对亲本ka、Dr、Pu和第(2)题中F2某个体PCR后电泳的结果。已知图中①为ka，②为Dr，可判断a基因由A基因发生 突变形成；③结出的籽粒颜色是 或 。 (4)回收第(3)题图中条带I和Ⅱ中的DNA，以speI(一种限制性内切核酸酶)处理，I中的DNA不能被切割，Ⅱ中的DNA被切割成4个片段，据此推测B基因突变为b基因的过程中至少有 个碱基发生了突变。 25.(2025高考·甘肃)水稻白叶枯病(植株的叶片上会出现逐渐扩大的黄白色至枯白色病斑)由白叶枯病菌引起，严重威胁水稻生产和粮食安全。科学家利用CRISPR-Cas9基因组编辑技术，对水稻白叶枯病的感病基因SWEET(该基因被白叶枯病菌利用以侵染水稻)的启动子区进行了定点“修改”，编辑后的水稻幼胚通过植物组织培养技术获得抗病植株(如下图)。回答下列问题。 (1)CRISPR-Cas9重组Ti质粒构建完成后，可通过 (方法)将该质粒转入植物细胞，并将 整合到该细胞的染色体上。为了能够筛选出转化成功的细胞，需要在植物组织培养基中添加 。 (2)实验中用到的水稻幼胚在植物组织培养中被称为 ，对其消毒时需依次使用酒精和 处理。诱导形成再生植株的过程中需使用生长素和细胞分裂素，原因是 。 (3)为了检测基因编辑水稻是否成功，首先需采用 技术检测目标基因的启动子区是否被成功编辑；然后，在个体水平需将基因编辑后的水稻与野生型水稻分别接种白叶枯病菌，通过比较 来验证抗病性。 (4)在该研究中，基因编辑成功后的水稻可以抗白叶枯病的原因为 。 26.(2025高考·四川)杆菌M2合成的短肽拉索西丁能有效杀死多种临床耐药细菌。拉索西丁能与细菌的核糖体结合，阻止携带氨基酸的tRNA进入核糖体位点2。有人将合成拉索西丁的相关基因(lrcA-lrcF)导入链霉菌，基因克隆流程及拉索西丁的作用机制如下图。回答下列问题。 注：①F1、F2、F3和F4为与相应位置的DNA配对的单链引物，“→”指引物5-3方向。②密码子对应的氨基酸：AAA-赖氨酸；AUG-甲硫氨酸(起始)；UUC-苯丙氨酸；ACA-苏氨酸：UCG-丝氨酸。 (1)用PCR技术从杆菌M2基因组中扩增lrcA-lrcF目的基因时，应选用 引物。本研究载体使用了链霉菌的复制原点，其目的是 。 (2)采用EcoRI和BamHI完全酶切构建的重组质粒，产物通过琼脂糖凝胶电泳检测应产生 条电泳条带，电泳检测酶切产物的目的是 。 (3)由图可知，拉索西丁与核糖体结合后，会阻止携带 (填氨基酸名称)的tRNA进入结合位点，导致 ，最终引起细菌死亡。 (4)重组链霉菌的目的基因产物经验证有杀菌活性，但重组菌在实验室多次培养后，提取的目的基因产物杀菌活性丧失，可能的原因是 。若运用发酵工程来生产拉索西丁工程药物，除产物活性外还需进一步研究的问题有 (答出1点即可)。 27.(2025高考·云南)我国研究人员发明了生产维生素C的两步发酵法，流程如图甲。为了减少氧化葡糖杆菌竞争性消耗山梨糖，需要进行灭菌以结束第一步发酵。 在两步发酵法的基础上，我国研究人员进一步尝试用三菌混菌体系建立一步发酵法。在氧化葡糖杆菌(原始菌MCS)中利用基因工程技术导入大肠杆菌基因ccdB，得到工程菌IR3C。MCS和IR3C单菌培养时，活菌数变化曲线如图乙，MCS、IR3C分别与普通生酮基古龙酸菌和巨大芽孢杆菌进行三菌混菌发酵时，产物含量变化曲线如图丙。 回答下列问题： (1)要使基因ccdB在IR3C中稳定遗传、表达并发挥作用，构建的基因表达载体除启动子外，还必须有 。 (2)绘制图乙需统计活菌数，常用方法是 。当活菌达到一定数量时，基因ccdB编码的蛋白质开始发挥作用，推测该蛋白质的作用是 ，开始发挥作用的时间是 ，判断理由是 。 (3)基于图丙，利用IR3C三菌混菌发酵的产量 (填“高于”或“低于”)MCS三菌混菌发酵的产量，其原因是 。 28.(2025高考·湖南)非洲猪瘟病毒是一种双链DNA病毒，可引起急性猪传染病。基因A编码该病毒的主要结构蛋白A，其在病毒侵入宿主细胞和诱导机体免疫应答过程中发挥重要作用。回答下列问题： (1)制备特定抗原 ①获取基因A，构建重组质粒(该质粒的部分结构如图所示)。重组质粒的必备元件包括目的基因、限制酶切割位点、标记基因、启动子和 等；为确定基因A已连接到质粒中且插入方向正确，应选用图中的一对引物 对待测质粒进行PCR扩增，预期扩增产物的片段大小为 bp。 ②将DNA测序正确的重组质粒转入大肠杆菌构建重组菌。培养重组菌，诱导蛋白A合成。收集重组菌发酵液进行离心，发现上清液中无蛋白A，可能的原因是 (答出两点即可)。 (2)制备抗蛋白A单克隆抗体用蛋白A对小鼠进行免疫后，将免疫小鼠B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合，诱导融合的常用方法有 (答出一种即可)。选择培养时，对杂交瘤细胞进行克隆化培养和 ，多次筛选获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。体外培养或利用小鼠大量生产的抗蛋白A单克隆抗体，可用于非洲猪瘟的早期诊断。 29.(2025高考·广东)大肠杆菌是重要工业菌株之一，其培养过程可分为快速生长期和生长稳定期两个阶段。为了通过调节蛋白质合成与降解速率来动态调控代谢途径关键酶的蛋白量，使细胞适配不同阶段的生产需求，研究者设计了两种质粒，并以稳定性好的红色荧光蛋白mKate2为模式蛋白。测试质粒功能。回答下列问题： (1)研究者首先构建质粒①(图a)用于在细胞内表达C-末端带SsrA短肽的mKate2，将质粒导入感受态细胞后，在添加抗生素的选择培养基上培养。根据培养基上菌落的生长状况，结合PCR及 检测，筛选获得重组菌株W1。 (2)将W1在适宜条件下进行摇瓶培养，定时取样检测培养液中细胞密度，方法有 (答一种)。接种前需检测液体培养基的荧光强度，其作用是 。培养结果(图b)表明，进入生长稳定期后荧光强度快速下降，原因是 。 (3)研究者选用启动子PX、X基因(编码阻遏蛋白X，阻遏PX开启转录)，重新构建质粒②(图a)，导入野生型大肠杆菌中获得重组菌株W2。在适宜条件下摇瓶培养，W2的生长趋势不变，培养期间荧光强度的变化趋势为 。 (4)莽草酸是一种重要工业化学品，其胞内合成代谢途径见图c。由于野生型大肠杆菌胞内酶A活性弱，且莽草酸会被快速转化为细胞生长必需物，因此细胞中无法大量积累莽草酸。为了保证细胞正常生长，并在生长稳定期实现莽草酸的大量积累，利用上述两种质粒的调控功能，结合野生型菌株遗传物质的改造，提出重组生产菌株构建思路： 。 30.(2025高考·河南)卡拉胶是一类源于海洋红藻的大分子多糖，可被某些细菌降解为具有多种应用前景的卡拉胶寡糖。某研究小组拟筛选具有高活性卡拉胶酶(CG)的菌种用于生产卡拉胶寡糖。回答下列问题： (1)选择海藻和海泥作为样本筛选卡拉胶降解菌的原因是 。将培养后的菌液混匀并充分 ，再接种至微孔板中，经培养和筛选获得了CG活性最高的菌种。 (2)为构建携带cg(CG的编码基因)的大肠杆菌表达载体(图1)，对cg的PCR扩增产物和质粒进行双酶切，随后用E.coliDNA连接酶连接。为保证连接准确性和效率，cg转录模板链的5'端最好含有 酶切位点。另有两组同学选用了各不相同的双酶切组合和T4DNA连接酶重复上述实验，获得的部分重组质粒分子大小符合预期，但均无法使用各自构建表达载体的双酶切组合进行切割，其原因是 。 限制酶的识别序列和切割位点如下： (3)为将构建好的表达载体转入大肠杆菌，需要先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，目的是 ，随后在含 和 的培养基中培养一段时间后，根据菌落周围有无水解透明圈筛选目的菌株。 (4)已知空间上邻近的两个半胱氨酸易形成二硫键，从而提升蛋白质的耐热性。为提高CG的耐热性，研究人员分析了五个氨基酸位点的空间距离和保守度(保守度值越大表明该位点对酶的功能越关键)，如图2所示。根据分析结果，选择第 位的氨基酸替换成半胱氨酸最合适，原因是 。 31.(2025高考·河南)某二倍体植物松散株型与紧凑株型是一对相对性状，紧凑株型适合高密度种植，利于增产。研究人员获得了一个紧凑株型的植株，为研究控制该性状的基因，将其与纯合松散株型植株杂交，F1均为松散株型，F2中松散株型：紧凑株型=3：1，控制该相对性状的基因为A/a。回答下列问题： (1)该紧凑株型性状由 (填“A”或“a”)基因控制。 (2)在A基因编码蛋白质的区域中插入一段序列得到a基因(图1)，a基因表达的肽链比A基因表达的肽链短。造成此现象的原因是 。 (3)研究人员设计了3条引物(P1~P3)，位置如图1(→表示引物5´→3´方向)。以3个F2单株(甲、乙、丙)的DNA为模板，使用不同引物组合进行PCR扩增，琼脂糖凝胶电泳结果分别为图2-A和2-B(不考虑PCR结果异常)。 ①图2-A中使用的引物组合是 ；丙单株无扩增条带的原因是 。 ②结合图2-A的扩增结果，在图2-B中，参照甲的条带补充乙与丙的电泳条带(将正确条带涂黑) 。 ③使用图2-A中的引物组合扩增F2全部样本，有扩增条带松散株型：无扩增条带松散株型= 。 32.(2025高考·湖北)某种昆虫病毒的遗传物质为双链环状DNA.该病毒具有包膜结构，包膜上的蛋白A与宿主细胞膜上的受体结合后，两者的膜发生融合，从而使病毒DNA进入细胞内进行自我复制。回答下列问题： (1)要清楚观察病毒的形态结构需要使用的显微镜类型是 。 (2)体外培养的梭形昆虫细胞，被上述病毒感染后会转变为圆球形，原因是病毒感染引起了昆虫细胞内 (填细胞结构名称)的改变。 (3)这类病毒的基因组中通常含有抗细胞凋亡的基因，这类基因对病毒的生物学意义是： 。 (4)该病毒DNA能在宿主细胞中自我复制，却无法在大肠杆菌中复制。为解决这一问题，可在该病毒的DNA中插入 序列，以实现利用大肠杆菌扩增该病毒DNA的目的。 (5)用该病毒感染哺乳动物细胞，可以在细胞内检测到该病毒完整的基因组DNA，但无对应的转录产物。推测其无法转录的原因是： 。 (6)采用脂溶剂处理该病毒颗粒可使病毒失去对宿主细胞的感染性，其原因是： 。 33.(2025高考·河北)T-DNA插入失活是研究植物基因功能的常用方法，研究者将带有卡那霉素抗性基因的T-DNA插入拟南芥2号染色体的A基因内，使其突变为丧失功能的a基因，花粉中A基因功能的缺失会造成其不育。回答下列问题： (1)基因内碱基的增添、缺失或 都可导致基因突变。 (2)以Aa植株为 (填“父本”或“母本”)与野生型拟南芥杂交，F1中卡那霉素抗性植株的占比为0，其反交的F1中卡那霉素抗性植株的占比为 。 (3)为进一步验证基因A的功能，将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体。仅考虑基因A和a，该植株会产生 种基因型的可育花粉，其中具有a基因的花粉占比为 。该植株自交得到F1。利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测，电泳结果如图2所示。根据电泳结果F1植株分为Ⅰ型和Ⅱ型，其中Ⅰ型植株占比为 。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株，其原因为 。 (4)实验中还获得了一个E基因被T-DNA插入突变为e基因的植株，e基因纯合的种子不能正常发育而退化。为分析基因E/e和A/a在染色体上的位置关系，进行下列实验： ①利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交，筛选出基因型为 的F1植株。 ②选出的F1植株自交获得F2.不考虑其他突变，若F2植株中花粉和自交所结种子均发育正常的植株占比为0，E/e和A/a在染色体上的位置关系及染色体交换情况为 ；若两对基因位于非同源染色体，该类植株的占比为 。除了上述两种占比，分析该类植株还可能的其他占比和原因： 。 34.(2025高考·河北)为治理水体中对生物有毒害的镉污染，研究者构建了分泌信号肽SP7、镉离子结合蛋白CADR、定位于细胞壁的蛋白GP1和黄色荧光蛋白YFP编码序列融合表达的载体，转入单细胞衣藻，实现CADR大量合成、分泌并定位于细胞壁，以吸附水体中的镉离子。回答下列问题： (1)在DNA聚合酶、引物、模板DNA和脱氧核苷酸中，随着PCR反应进行，分子数量逐渐减少的是 和 。模板与引物在PCR反应的 阶段开始结合。PCR中使用的DNA聚合酶需耐高温，其原因为 。 (2)载体中可用的酶切位点信息和拟构建载体的部分结构如图1所示。在将CADR、GP1和YFP基因逐个构建到载体时，为避免错误连接，需向以上三个基因的两端分别添加限制酶识别序列，其中GPl两端应添加 (填两种限制酶)的识别序列。用DNA连接酶连接时，可催化载体和目的基因之间形成 键。 (3)若在荧光显微镜下观察到转基因衣藻表现为 ，初步表明融合蛋白表达成功。将转基因衣藻和野生型衣藻置于含镉离子的培养液中培养一段时间后，若转基因衣藻细胞壁比野生型衣藻细胞壁的镉离子含量 ，则表明融合蛋白能结合镉离子。 (4)将转基因衣藻和野生型衣藻在不同镉离子浓度的培养液中培养6天后，检测细胞密度，结果见图2。转基因衣藻在含有不同浓度镉离子的培养液中生长均优于野生型衣藻的原因可能是 。240μmol·L-1镉离子浓度下，转基因衣藻和野生型衣藻生长均被明显抑制的原因可能是 。 (5)转基因衣藻可用于水体镉污染治理，与施加化学药物法相比，能体现出其环境治理优势的两个特性是 和 。(填标号) ①衣藻作为生物材料在水体中可自我繁殖②衣藻生长速率受镉离子浓度影响③衣藻可吸收水体中能引起富营养化的物质④衣藻吸附的镉可沿食物链传递 35.(2025高考·江苏)川金丝猴是我国特有的珍稀濒危物种，为了更好地保护这一物种，研究者开展了以下研究。请回答下列问题： (1)川金丝猴警戒行为具有监测捕食者和同种个体的功能，这说明生物之间的关系有 。川金丝猴的警戒行为依赖于环境中获取的信息，信息类型有 。川金丝猴根据这些信息及时作出反应，一方面可以降低被捕食风险，另一方面为争夺 获得更多机会。 (2)川金丝猴以植食为主，消化道中部分微生物直接参与高纤维食物的消化，这些微生物与川金丝猴构成 关系。 (3)研究者为了进一步研究川金丝猴的食性，采集其粪便样本，进行DNA提取、扩增，部分实验过程如下。请完成下表： 实验目的 简要操作步骤 释放DNA 在去杂后的样本中加入裂解液 析出DNA 离心后取① ，加入乙醇 ② 在沉淀物中加入纯水 扩增DNA 将③ 、引物、样本DNA、含有Mg²⁺缓冲 液、超纯水等加入PCR管中，进行PCR (4)为分析川金丝猴摄食的植物种类，研究者设计一对引物F和R，能同时扩增出不同种植物叶绿体中的rbeL基因片段，是因为引物F和R的碱基能与rbcL基因的保守序列的碱基 。用引物F和R对4种植物样本甲~丁的叶绿体基因组DNA进行扩增测序，结果如图所示。若对4个样本的扩增产物进行DNA电泳条带分析，能检出的样本是 。研究者用引物F和R对川金丝猴粪便DNA进行扩增并测序，得到的序列有图中的3种序列，据此可确定川金丝猴摄食的植物有 。若要更准确鉴定出川金丝猴摄食的植物，参照叶绿体基因库，还需选用 的保守序列设计引物，对川金丝猴粪便DNA进行扩增、测序分析。 注：“·”表示与植物甲对应位置上相同的碱基：“……”表示省略200个碱基 (5)依据上述研究，保护川金丝猴可采取的措施有 (填字母)。 a.建立川金丝猴生态廊道，促进种群间基因交流     b.保护川金丝猴栖息地的植被和它喜食的植物 c.需用标记重捕法定期重捕，以精确监测种群数量     d.主要依赖迁地保护，扩大川金丝猴种群数量 36.(2025高考·陕晋青宁卷)马铃薯作为重要农作物，提高其冷耐受性可拓展优质马铃薯的种植区域。我国科研人员发现，野生马铃薯中S基因的表达与其冷耐受性调控有关，将该基因导入栽培马铃薯中可显著增强其抗寒能力。回答下列问题。 (1)PCR扩增目的基因时，需要模板DNA、引物、 、含Mg2+的缓冲液和耐高温的DNA聚合酶。DNA聚合酶在PCR的 步骤中起作用。 (2)图中标识了载体和S基因中限制酶的切割位点。为将S基因正确插入载体，PCR扩增S基因时需在引物的 (填“5'端”或“3'端”)添加限制酶识别序列，结合上表分析，上游引物应添加的碱基序列是5'- -3'，切割载体时应选用的两种限制酶是 ，PCR扩增产物和载体分别被限制酶切割后，经纯化和连接，获得含S基因的表达载体并导入农杆菌。 (3)用携带S基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时，基因表达载体中T-DNA进入愈伤组织细胞，将S基因整合到 ，抗性基因 可用于筛选成功转化的愈伤组织。该愈伤组织经 形成芽、根，继续培育可获得抗寒能力显著增强的马铃薯植株。 37.(2025高考·山东)种子休眠是抵御穗发芽的一种机制。通过对Ti质粒的改造，利用农杆菌转化法将Ti质粒上的T-DNA随机整合到小麦基因组中，筛选到2个种子休眠相关基因的插入失活纯合突变体。与野生型相比，突变体种子的萌发率降低。小麦基因组序列信息已知。 (1)Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为 。选用图甲中的SmaI对抗除草剂基因X进行完全酶切，再选择SmaI和 对Ti质粒进行完全酶切，将产生的黏性末端补平，补平时使用的酶是 。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接，构建重组载体，转化大肠杆菌；经卡那霉素筛选并提取质粒后再选用限制酶 进行完全酶切并电泳检测，若电泳结果呈现一长一短2条带，较短的条带长度近似为 bp，则一定为正向重组质粒。 (2)为证明这两个突变体是由于T-DNA插入到小麦基因组中同一基因导致的，提取基因组DNA，经酶切后产生含有T-DNA的基因组片段(图乙)。在此酶切过程中，限于后续PCR难以扩增大片段DNA，最好使用识别序列为 (填“4”“6”或“8”)个碱基对的限制酶，且T-DNA中应不含该酶的酶切位点。需首先将图乙的片段 ，才能利用引物P1和P2成功扩增未知序列。PCR扩增出未知序列后，进行了一系列操作，其中可以判断出2条片段的未知序列是否属于同一个基因的操作为 (填“琼脂糖凝胶电泳”或“测序和序列比对”)。 (3)通过农杆菌转化法将构建的含有野生型基因的表达载体转入突变植株，如果检测到野生型基因， (填“能”或“不能”)确定该植株的表型为野生型。 38.(2025高考·黑吉辽蒙卷)香树脂醇具有抗炎等功效，从植物中提取难度大、产率低。通过在酵母菌中表达外源香树脂醇合酶基因N，可高效生产香树脂醇。回答下列问题。 (1)可从 中查询基因N的编码序列，设计特定引物。如图1所示，a链为转录模板链，为保证基因N与质粒pYL正确连接，需在引物1和引物2的5'端分别引入 和 限制酶识别序列。PCR扩增基因N，特异性酶切后，利用 连接DNA片段，构建重组质粒，大小约9.5kb(kb为千碱基对)，假设构建重组质粒前后，质粒pYL对应部分大小基本不变。 (2)进一步筛选构建的质粒，以1-4号菌株中提取的质粒为模板，使用引物1和引物2进行PCR扩增，电泳PCR产物，结果如图2。在第5组的PCR反应中，使用无菌水代替实验组的模板DNA，目的是检验PCR反应中是否有 的污染。初步判断实验组 (从“1~4”中选填)的质粒中成功插入了基因N，理由是 。 (3)为提高香树脂醇合酶催化效率，将编码第240位脯氨酸或第243位苯丙氨酸的碱基序列替换为编码丙氨酸的碱基序列，丙氨酸的密码子有GCA等。a是诱变第240位脯氨酸编码序列的引物(GCA为诱变序列)，b、c、d其中一条是诱变第243位苯丙氨酸的引物，其配对模板与a的配对模板相同。据此分析，丙氨酸的密码子除GCA外，还有 。 a：5'-…GCA/CCC/GAG/TTC/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC…-3' b：5'-…GAA/CTG/TGG/GAC/ACC/CTG/AAC/TAC/TTC/TCT/GAG…-3' c：5'-…GCC/TGG/CTG/TTT/CCC/TCT/TTC/TTC/CCC/TAC/CAC…-3' d：5'-…GAT/AAT/AAG/ATC/CGA/GAG/AAG/GCC/ATG/CGA/AAG…-3' (4)进一步检测转基因酵母菌发酵得到的 含量并进行比较，可以选出最优的香树脂醇合酶基因的改造方案。 39.(2025高考·安徽)稻瘟病是一种真菌病害，水稻叶片某些内生放线菌对该致病菌有抑制作用。科研小组分离筛选出内生放线菌，并开展了相关研究。回答下列问题。 (1)采集有病斑的水稻叶片，经表面消毒、研磨处理，制备研磨液。此后，采用 填方法)将研磨液接种于不同的选择培养基，分别置于不同温度下培养，目的是 。 (2)经筛选获得一株内生放线菌，该菌株高效合成铁载体小分子，能辅助内生放线菌吸收铁离子。R基因是合成铁载体的关键基因之一。科研小组构建R基因敲除株，探究铁载体的功能。主要步骤如下：首先克隆R基因的上游片段R-U和下游片段R-D；然后构建重组质粒；最后利用重组质粒和内生放线菌DNA片段中同源区段可发生交换的原理，对目标基因进行敲除。如图1所示。 采用PCR技术鉴定R基因的敲除结果。PCR通过变性、复性和延伸三步，反复循环，可实现基因片段的 。R基因敲除过程中，可发生多种形式的同源区段交换，PCR检测结果如图2所示，其中R基因敲除株为菌落 (填序号)，出现菌落④的可能原因是 。 (3)内生放线菌和稻瘟病致病菌的生长均需要铁元素。科研小组推测该内生放线菌通过对铁离子的竞争性利用，从而抑制稻瘟病致病菌生长。设计实验验证该推测，简要写出实验思路 。 40.(2025高考·全国二卷)方果蝇会对水果造成严重影响，田间雌蝇数量与经济损失直接相关。 (1)研究发现，东方果蝇中dsx基因 出的前体RNA在加工过程中具有独特的性别选择性剪接机制。利用这一特性研发雌性特异性致死基因系统。 (2)蓖麻毒素A(RTA)可通过破坏核糖体导致细胞死亡。研究者获得如图1所示的融合基因1，进而得到转基因果蝇。 ①根据图1，扩增dsx内含子应选择的引物是 (选填字母)。 ②由于存在性别选择性剪接机制，雌雄转基因果蝇dsx基因前体RNA保留或剪切内含子和剪切识别序列情况不同，产生了不同版本的成熟mRNA，导致雌蝇特异性致死。判断转基因雌蝇中的成熟mRNA为 (填字母序号)。转基因的雄性个体不会致死的原因是 。 (3)研究发现，RTA蛋白第212位甘氨酸替换为精氨酸会出现冷敏感效应(cs)，即当温度由29℃变为18℃时，可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用。利用此特性培育纯合转基因果蝇。 ①欲得到具有cs效应的RTAcs蛋白，推测对应的基因碱基序列，经定点突变获得融合基因2(如图2所示)。请在方框中画出可继续延伸的复性结果，要求标明每条链的端和端 ②对转入融合基因2的果蝇进行以下操作： ⅰ：在29℃收集雄性果蝇(G0)， ⅱ：G0与野生型果蝇杂交，筛选出转基因受精卵(G1)。 ⅲ：将每对亲本的受精卵(G1)均分为两组，分别在18℃和29℃孵化培养，统计两组中雄性个体所占比例，若 ，则说明G1具有cs效应。 ⅳ：在 ℃继续培养具有cs效应的G1果蝇，使之连续多代自交，得到转基因纯合子。 41.(2025高考·浙江)3-磷酸甘油脱氢酶(GPD)是酵母细胞中甘油合成的关键酶。利用某假丝酵母菌株为材料，克隆具有高效催化效率的3-磷酸甘油脱氢酶的基因(Gpd)。采用的方案是：先通过第1次PCR扩增出该基因的中间部分，再通过第2次PCR分别扩增出该基因的两侧，经拼接获得完整基因的序列，如图所示，回答下列问题： (1)分析不同物种的GPD蛋白序列，确定蛋白质上相同的氨基酸区段，依据这些氨基酸所对应的 ，确定DNA序列，进而设计1对引物。以该菌株基因组DNA为模板进行第1次PCR，利用 凝胶电泳分离并纯化DNA片段，进一步测定PCR产物的序列。在制备PCR反应体系时，每次用微量移液器吸取不同试剂前，需要确认或调整刻度和量程，还需要 。 (2)若在上述PCR扩增结果中，除获得一条阳性条带外，还出现了另外一条条带，不可能的原因是 。 A.DNA模板被其他酵母细胞的基因组DNA污染 B.每个引物与DNA模板存在2个配对结合位点 C.在基因组中Gpd基因有2个拷贝 D.在基因组中存在1个与Gpd基因序列高度相似的其他基因 (3)为获得完整的Gpd基因，分别用限制性核酸内切酶PstⅠ和SalⅠ单酶切基因组DNA后，各自用DNA连接酶连接形成环形DNA，再用苯酚-氯仿抽提除去杂质，最后加入 沉淀环形DNA。根据第一次PCR产物测定获得的序列，重新设计一对引物，以环形DNA为模板进行第二次PCR，最后进行测序。用于第二次PCR的一对引物，其序列应是DNA链上的 (A.P1和P2  B.P3和P4 C.P1和P4 D.P2和P3)。根据测序结果拼接获得完整的Gpd基因序列，其中的启动子和终止子具有 功能。 (4)为确定克隆获得的Gpd基因的准确性，可将获得的基因序列与已建立的 进行比对。将Gpd基因的编码区与 连接，构建重组质粒，再将重组质粒导入酿酒酵母细胞中，实现利用酿酒酵母高效合成甘油的目的。 42.(2025高考·全国二卷)学习以下材料，回答(1)~(4)题。 工程菌检测癌基因 贝氏不动杆菌(B菌)是一种能在肠道定植且对人体健康无害的细菌。B菌可吸收环境中的DNA片段，并将其整合至自身基因组，该过程称为水平基因转移(HGT)。研究者改造B菌，借助其HGT捕获诱发结肠癌的突变K基因，以辅助诊断结肠癌。 为鉴定B菌捕获K基因的HGT能力，研究者制备两种转基因细胞。转基因结肠癌细胞(R1细胞)染色体上部分DNA序列和转基因B菌(B1菌)拟核上部分DNA序列如图1。当细菌细胞中两个DNA分子的两端具有同源序列时，可发生同源序列之间的片段互换。将B1菌与R1细胞裂解液混合一段时间，再把B1菌接种至含有卡那霉素或壮观霉素的平板上，根据菌落生成情况，确认其具有捕获K基因的HGT能力。 结肠癌细胞以及正常结肠细胞死亡后会将其DNA释放至肠腔中。为进一步获得能够区分突变K基因和正常K基因的B菌，需对其进行优化。B菌中天然存在用于防御噬菌体的CRISPR/Cas 系统。CRISPR/Cas 系统由 Cas 蛋白与 gRNA 构成，其工作原理如图2。目标DNA 被 Cas 蛋白切断后，会在细菌细胞中被降解。研究者利用这一机制，构建相关重组DNA并导入B菌，获得B2菌。B2菌仅在捕获突变K基因后才能在含有卡那霉素的平板上存活。 研究者对B菌的工程改造策略为检测突变基因提供了新的思路，未来可能会有广泛用途。 (1)图1中B1菌的HGT过程与减数分裂中的 过程机制相似，都属于基因重组。 (2)成功捕获K基因的B1菌在含卡那霉素或壮观霉素的平板上的菌落生成情况分别是 。 (3)对文中CRISPR/Cas系统的理解，正确的是 A.CRISPR序列中的重复序列编码的RNA序列能与噬菌体DNA碱基互补配对 B.Cas蛋白能独立识别特定DNA序列并断开磷酸二酯键 C.B菌的不同菌株中CRISPR序列可能是有差异的 D.利用人工改造后的CRISPR/Cas系统可实现对细胞内基因的编辑 (4)B2菌中重组DNA的设计方案如下图，已知TetR基因的表达产物可抑制P启动子的转录活性。请将选项的序号填入下图相应的方框中① ；② ；③ 。 a.持续启动基因表达的强启动子 b.卡那霉素诱导型启动子 c.突变K基因      d. 正常K基因 e.壮观霉素抗性基因 f.卡那霉素抗性基因 43.(2024·北京)灵敏的嗅觉对多数哺乳动物的生存非常重要，能识别多种气味分子的嗅觉神经元位于哺乳动物的鼻腔上皮。科学家以大鼠为材料，对气味分子的识别机制进行了研究。 (1)嗅觉神经元的树突末梢作为感受器，在气味分子的刺激下产生 ，经嗅觉神经元轴突末端与下一个神经元形成的 将信息传递到嗅觉中枢，产生嗅觉。 (2)初步研究表明，气味受体基因属于一个大的基因家族。大鼠中该家族的各个基因含有一些共同序列(保守序列)，也含有一些有差异的序列(非保守序列)。不同气味受体能特异识别相应气味分子的关键在于 序列所编码的蛋白区段。 (3)为了分离鉴定嗅觉神经元中的气味受体基因，科学家依据上述保守序列设计了若干对引物(图甲)，利用PCR技术从大鼠鼻腔上皮组织mRNA的逆转录产物中分别扩增基因片段，再用限制酶HinfⅠ对扩增产物进行充分酶切。图乙显示用某对引物扩增得到的PCR产物(A)及其酶切片段(B)的电泳结果。结果表明酶切片段长度之和大于PCR产物长度，推断PCR产物由 组成。 (4)在上述实验基础上，科学家们鉴定出多种气味受体，并解析了嗅觉神经元细胞膜上信号转导的部分过程(图丙)。 如果钠离子通道由气味分子直接开启，会使嗅觉敏感度大大降低。根据图丙所示机制，解释少量的气味分子即可被动物感知的原因 。 44.(2025高考·江西)流行病学调查在传染病防治中具有重要意义。AB基因编码的AB蛋白是致病菌W的一种特异性分泌蛋白。为构建快速检测致病菌W感染的血清学诊断技术(一种抗原抗体特异性反应技术)，研究人员从致病菌W中克隆AB基因，构建表达载体，导入原核宿主E，诱导后，分析表达情况(如表)。 细胞 AB基因的mRNA AB蛋白 致病菌W 十 十 宿主E — — 工程菌 十 — 注：“十”表示有检出，“—”表示未检出 回答下列问题： (1)根据中心法则，结合表中数据判断，AB基因在工程菌中能进行 ，但不能进行有效的 。 (2)分析发现，致病菌W合成AB蛋白时，某些氨基酸使用的部分密码子在宿主E中的使用频率低(称为该物种的稀有密码子，如表中密码子CGG在宿主E中为稀有密码子)。从蛋白质合成条件的角度分析，形成这一现象的原因是宿主E中缺乏 。 精氨酸的密码子 密码子使用频率(10-3) 致病菌W 宿主E CGA 7.2 4.3 CGC 28.5 26.0 CGG 24.7 4.1 CGU 8.5 21.1 AGA 1.3 1.4 AGG 3.2 1.6 (3)进一步分析发现，宿主E缺乏高效表达GC含量过高的外源基因所需要的机制。已知AB基因的GC含量较高，为在宿主E中实现AB蛋白的高效表达，可将精氨酸密码子CGG的使用进行优化，从第(2)题表中选择最佳密码子为 。 (4)现有一位体内未检测到致病菌W的人。为了解此人是否有致病菌W感染史，设计一个直接利用AB蛋白的血清学诊断实验。①简要写出实验思路： ；②预测实验结果： ；③分析实验结果： 。 45.(2025高考·全国卷)为在大肠杆菌中表达酶X，某同学将编码酶X的基因(目的基因)插入质粒P0，构建重组质粒Px，并转入大肠杆菌。该同学设计引物用PCR方法验证重组质粒构建成功(引物1~4结合位置如图所示，→表示引物5＇→3＇方向)。回答下列问题： (1)PCR是根据DNA复制原理在体外扩增DNA的技术。在细胞中DNA复制时解开双链的酶是 ，而PCR过程中解开双链的方法是 。 (2)PCR过程中，因参与合成反应、不断消耗而浓度下降的组分有 。 (3)该同学进行PCR实验时，所用模板与引物见下表。实验中①和④的作用是： ；②无扩增产物，原因是 ；③、⑤和⑥有扩增产物，扩增出的DNA产物分别是 。 管号 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 模板 无 P0 Px 无 P0 Px 引物对 引物1和引物2 引物3和引物4 (4)设计实验验证大肠杆菌表达的酶X有活性，简要写出实验思路和预期结果 。 46.(2025高考·山东)某二倍体两性花植物的花色由2对等位基因A、a和B、b控制，该植物有2条蓝色素合成途径。基因A和基因B分别编码途径①中由无色前体物质M合成蓝色素所必需的酶A和酶B；另外，只要有酶A或酶B存在，就能完全抑制途径②的无色前体物质N合成蓝色素。已知基因a和基因b不编码蛋白质，无蓝色素时植物的花为白花。相关杂交实验及结果如表所示，不考虑其他突变和染色体互换；各配子和个体活力相同。 组别 亲本杂交组合 F1 F2 实验一 甲(白花植株)×乙(白花植株) 全为蓝花植株 蓝花植株：白花植株=10:6 实验二 AaBb(诱变)(♂)×aabb(♀) 发现1株三体蓝花植株，该三体仅基因A或a所在染色体多了1条 (1)据实验一分析，等位基因A、a和B、b的遗传 (填“符合”或“不符合”)自由组合定律。实验一的F2中，蓝花植株纯合体的占比为 。 (2)已知实验二中被诱变亲本在减数分裂时只发生了1次染色体不分离。实验二中的F1三体蓝花植株的3种可能的基因型为AAaBb、 。请通过1次杂交实验，探究被诱变亲本染色体不分离发生的时期。已知三体细胞减数分裂时，任意2条同源染色体可正常联会并分离，另1条同源染色体随机移向细胞任一极。 实验方案： (填标号)，统计子代表型及比例。 ①三体蓝花植株自交 ②三体蓝花植株与基因型为aabb的植株测交 预期结果：若 ，则染色体不分离发生在减数分裂Ⅰ；否则，发生在减数分裂Ⅱ。 (3)已知基因B→b只由1种染色体结构变异导致，且该结构变异发生时染色体只有2个断裂的位点。为探究该结构变异的类型，依据基因B所在染色体的DNA序列，设计了如图所示的引物，并以实验一中的甲、乙及F2中白花植株(丙)的叶片DNA为模板进行了PCR，同1对引物的扩增产物长度相同，结果如图所示，据图分析，该结构变异的类型是 。丙的基因型可能为 ；若要通过PCR确定丙的基因型，还需选用的1对引物是 。 47.(2025高考·全国二卷)自然界中的光强常在短时间内剧烈变化，影响植物的光合作用效率。科研人员对拟南芥的叶绿体响应光强变化的机理进行了探究。 (1)类囊体膜上的蛋白复合物PSⅡ催化水在光下分解，变化的光强会影响这一过程，从而影响光反应产生 ，最终影响暗反应过程有机物的合成。 (2)PSⅡ复合物的主要部分延伸到类囊体腔中，科研人员推测类囊体腔中的蛋白参与PSⅡ的组装。为此，利用农杆菌转化拟南芥，由于农杆菌的 会随机整合到拟南芥的核基因组中，因而可得到类囊体腔内蛋白基因发生突变的突变体。 (3)科研人员在所得突变体中观察到，B基因突变体无法编码类囊体腔内的蛋白B，该突变体表现为缺乏PSⅡ复合物。科研人员进行实验，处理及结果如图1。 ①据图分析，本实验的自变量是 。 ②依据实验结果推测，PSⅡ复合物的功能是 对变化光强的适应。 (4)进一步将b组植株的叶肉细胞置于电镜下观察，结果如图2。 基于本实验结果推断，B基因参与PSⅡ复合物的组装，PSⅡ复合物帮助植物适应变化的光强。请对观察结果能否证实该推断作出判断，并阐明理由 。 48.(2024高考·贵州)研究者用以蔗糖为唯一碳源的液体培养基，培养真菌A的野生型(含NV基因)、突变体(NV基因突变)和转基因菌株(转入NV基因)，检测三种菌株NV酶的生成与培养液中的葡萄糖含量，结果如表所示(表中“+”表示有，“—”表示无)。 检测用菌株 蔗糖 NV酶 葡萄糖(培养液中) 野生型 + + + 野生型 — — — 突变体 + — — 转基因菌株 + + + 回答下列问题。 (1)据表可推测__________诱导了NV基因表达。NV酶的作用是__________。检测NV酶活性时，需测定的指标是__________(答出1点即可)。 (2)表中突变体由T-DNA随机插入野生型菌株基因组DNA筛选获得。从野生型与突变体中分别提取基因组DNA作为模板，用与__________ (选填“T-DNA”或“NV基因”)配对的引物进行PCR扩增。若突变体扩增片段长度__________ (选填“>”“=”或“<”)野生型扩增片段长度，则表明突变体构建成功，从基因序列分析其原因是__________。 (3)为进一步验证NV基因的功能，表中的转基因菌株是将NV基因导入__________细胞获得的。在构建NV基因表达载体时，需要添加新的标记基因，原因是__________。 49.(2024高考·广东)驹形杆菌可合成细菌纤维素(BC)并将其分泌到胞外组装成膜。作为一种性能优异的生物材料，BC膜应用广泛。研究者设计了酪氨酸酶(可催化酪氨酸形成黑色素)的光控表达载体，将其转入驹形杆菌后构建出一株能合成BC膜并可实现光控染色的工程菌株，为新型纺织原料的绿色制造及印染工艺升级提供了新思路(图一)。 回答下列问题： (1)研究者优化了培养基的__________ (答两点)等营养条件，并控制环境条件，大规模培养工程菌株后可在气液界面处获得BC菌膜(菌体和 BC膜的复合物)。 (2)研究者利用T7 噬菌体来源的RNA聚合酶(T7RNAP)及蓝光光敏蛋白标签，构建了一种可被蓝光调控的基因表达载体(光控原理见图二a，载体的部分结构见图二b)。构建载体时，选用了通用型启动子 PBAD(被工程菌 RNA 聚合酶识别)和特异型启动子PT7(仅被T7RNAP识别)。为实现蓝光控制染色，启动子①②及③依次为__________，理由是__________。 (3)光控表达载体携带大观霉素(抗生素)抗性基因。长时间培养时在培养液中加入大观霉素，其作用为__________(答两点)。 (4)根据预设的图案用蓝光照射已长出的BC菌膜并继续培养一段时间，随后将其转至染色池处理，发现只有经蓝光照射的区域被染成黑色，其原因是__________。 (5)有企业希望生产其他颜色图案的BC膜。按照上述菌株的构建模式提出一个简单思路__________。 50.(2024高考·甘肃)源于细菌的纤维素酶是一种复合酶，能降解纤维素。为了提高纤维素酶的降解效率，某课题组通过筛选高产纤维素酶菌株，克隆表达降解纤维素的三种酶(如下图)，研究了三种酶混合的协同降解作用，以提高生物质资源的利用效率。回答下列问题。 (1)过程①②采用以羧甲基纤维素钠为唯一碳源的培养基筛选菌株X，能起到筛选作用的原因是__________。高产纤维素酶菌株筛选时，刚果红培养基上的菌落周围透明圈大小反映了__________。 (2)过程④扩增不同目的基因片段需要的关键酶是__________。 (3)过程⑤在基因工程中称为__________，该过程需要的主要酶有__________。 (4)过程⑥大肠杆菌作为受体细胞的优点有__________。该过程用Ca2+处理细胞，使其处于一种__________的生理状态。 (5)课题组用三种酶及酶混合物对不同生物质原料进行降解处理，结果如下表。表中协同系数存在差异的原因是__________ (答出两点)。 生物质原料 降解率(%) 协同系数 酶A 酶B 酶C 混1 混2 混1 混2 小麦秸秆 7.08 6.03 8.19 8.61 26.98 74.33 114.64 玉米秸秆 2.62 1.48 3.76 3.92 9.88 24.98 77.02 玉米芯 0.62 0.48 0.86 0.98 6.79 1.82 11.34 注：混1和混2表示三种酶的混合物 51.(2024高考·安徽)丁二醇广泛应用于化妆品和食品等领域。兴趣小组在已改造的大肠杆菌中引入合成丁二醇的关键基因X，以提高丁二醇的产量。回答下列问题。 (1)扩增X基因时，PCR反应中需要使用Taq DNA聚合酶，原因是__________。 (2)使用BamH I和 SalI限制酶处理质粒和X基因，连接后转化大肠杆菌，并涂布在无抗生素平板上(如图)。在此基础上，进一步筛选含目的基因菌株的实验思路是__________。 (3)研究表明，碳源和氮源的种类、浓度及其比例会影响微生物生长和发酵产物积累。如果培养基中碳源相对过多，容易使其氧化不彻底，形成较多的__________，引起发酵液pH值下降。兴趣小组通过单因子实验确定了木薯淀粉和酵母粉的最适浓度分别为100g.L-1和15 g.L-1。在此基础上，设置不同浓度的木薯淀粉(90 g.L-1、100 g.L-1、110 g.L-1)和酵母粉(12 g.L-1、15g.L-1、18 g.L-1)筛选碳源和氮源浓度的最佳组合，以获得较高发酵产量，理论上应设置__________ (填数字)组实验(重复组不计算在内)。 (4)大肠杆菌在发酵罐内进行高密度发酵时，温度会升高，其原因是__________。 (5)发酵工业中通过菌种选育、扩大培养和发酵后，再经__________，最终获得发酵产品。 52.(2024高考·湖南)钾是植物生长发育的必需元素，主要生理功能包括参与酶活性调节、渗透调节以及促进光合产物的运输和转化等。研究表明，缺钾导致某种植物的气孔导度下降，使CO2通过气孔的阻力增大；Rubisco的羧化酶(催化CO2的固定反应)活性下降，最终导致净光合速率下降。回答下列问题： (1)从物质和能量转化角度分析，叶绿体的光合作用即在光能驱动下，水分解产生__________；光能转化为电能，再转化为__________中储存的化学能，用于暗反应的过程。 (2)长期缺钾导致该植物的叶绿素含量__________，从叶绿素的合成角度分析，原因是__________ (答出两点即可)。 (3)现发现该植物群体中有一植株，在正常供钾条件下，总叶绿素含量正常，但气孔导度等其他光合作用相关指标均与缺钾时相近，推测是Rubisco的编码基因发生突变所致。Rubisco由两个基因(包括1个核基因和1个叶绿体基因)编码，这两个基因及两端的DNA序列已知。拟以该突变体的叶片组织为实验材料，以测序的方式确定突变位点。写出关键实验步骤：①__________；②__________；③__________；④基因测序；⑤__________。 53.(2024高考·江西)植物体表蜡质对耐干旱有重要作用，研究人员通过诱变获得一个大麦突变体Cer1(纯合体)，其颖壳蜡质合成有缺陷(本题假设完全无蜡质)。初步研究表明，突变表型是因为C基因突变为c，使棕榈酸转化为16-羟基棕榈酸受阻所致(本题假设完全阻断)，符合孟德尔遗传规律，回答下列问题： (1)在C基因两侧设计引物，PCR扩增，电泳检测PCR产物。如图泳道1和2分别是突变体Cer1与野生型(WT，纯合体)。据图判断，突变体Cer1中c基因的突变类型是__________。 (2)将突变体Cer1与纯合野生型杂交.F1全为野生型，F1与突变体Cer1杂交，获得若干个后代，利用上述引物PCR扩增这些后代的基因组DNA，电泳检测PCR产物，可以分别得到与如图泳道__________和泳道__________(从1~5中选择)中相同的带型，两种类型的电泳带型比例为__________。 (3)进一步研究意外发现，16-羟基棕榈酸合成蜡质过程中必需的D基因(位于另一条染色体上)也发生了突变，产生了基因d1，其编码多肽链的DNA序列中有1个碱基由G变为T，但氨基酸序列没有发生变化，原因是__________。 (4)假设诱变过程中突变体Cer1中的D基因发生了使其丧失功能的突变，产生基因d2。CCDD与ccd2d2个体杂交，F1的表型为野生型，F1自交，F2野生型与突变型的比例为__________；完善以下表格： F2部分个体基因型 棕榈酸(填“有”或“无”) 16-羟基棕榈酸(填“有”或“无”) 颖壳蜡质(填“有”或“无”) Ccd2d2 有 ① 无 CCDd2 有 有 ② 54.(2024高考·北京)学习以下材料，回答(1)～(4)题。 筛选组织特异表达的基因 筛选组织特异表达的基因，对研究细胞分化和组织、器官的形成机制非常重要。“增强子捕获”是筛选组织特异表达基因的一种有效方法。 真核生物的基本启动子位于基因5'端附近，没有组织特异性，本身不足以启动基因表达。增强子位于基因上游或下游，与基本启动子共同组成基因表达的调控序列。基因工程所用表达载体中的启动子，实际上包含增强子和基本启动子。 很多增强子具有组织特异的活性，它们与特定蛋白结合后激活基本启动子，驱动相应基因在特定组织中表达(图A)。基于上述调控机理，研究者构建了由基本启动子和报告基因组成的“增强子捕获载体”(图B)，并转入受精卵。捕获载体会随机插入基因组中，如果插入位点附近存在有活性的增强子，则会激活报告基因的表达(图C)。 获得了一系列分别在不同组织中特异表达报告基因的个体后，研究者提取每个个体的基因组DNA，通过PCR扩增含有捕获载体序列的DNA片段。对PCR产物进行测序后，与相应的基因组序列比对，即可确定载体的插入位点，进而鉴定出相应的基因。 研究者利用各种遗传学手段，对筛选得到的基因进行突变、干扰或过表达，检测个体表型的改变，研究其在细胞分化和个体发育中的作用，从而揭示组织和器官形成的机理。 (1)在个体发育中，来源相同的细胞在形态、结构和功能上发生__________的过程称为细胞分化，分化是基因__________的结果。 (2)对文中“增强子”的理解，错误的是________。 A.增强子是含有特定碱基序列的DNA片段 B.增强子、基本启动子和它们调控的基因位于同一条染色体上 C.一个增强子只能作用于一个基本启动子 D.很多增强子在不同组织中的活性不同 (3)研究者将增强子捕获技术应用于斑马鱼，观察到报告基因在某幼体的心脏中特异表达。鉴定出捕获载体的插入位点后，发现位点附近有两个基因G和H，为了确定这两个基因是否为心脏特异表达的基因，应检测__________。 (4)真核生物编码蛋白的序列只占基因组的很少部分，因而在绝大多数表达报告基因的个体中，增强子捕获载体的插入位点位于基因外部，不会造成基因突变。研究者对图B所示载体进行了改造，期望改造后的载体随机插入基因组后，在“捕获”增强子的同时，也造成该增强子所调控的基因发生突变，以研究基因功能。请画图表示改造后的载体，并标出各部分名称__________。 55.(2024高考·北京)灵敏的嗅觉对多数哺乳动物的生存非常重要，能识别多种气味分子的嗅觉神经元位于哺乳动物的鼻腔上皮。科学家以大鼠为材料，对气味分子的识别机制进行了研究。 (1)嗅觉神经元的树突末梢作为感受器，在气味分子的刺激下产生__________，经嗅觉神经元轴突末端与下一个神经元形成的__________将信息传递到嗅觉中枢，产生嗅觉。 (2)初步研究表明，气味受体基因属于一个大的基因家族。大鼠中该家族的各个基因含有一些共同序列(保守序列)，也含有一些有差异的序列(非保守序列)。不同气味受体能特异识别相应气味分子的关键在于__________序列所编码的蛋白区段。 (3)为了分离鉴定嗅觉神经元中的气味受体基因，科学家依据上述保守序列设计了若干对引物(图甲)，利用PCR技术从大鼠鼻腔上皮组织mRNA的逆转录产物中分别扩增基因片段，再用限制酶HinfⅠ对扩增产物进行充分酶切。图乙显示用某对引物扩增得到的PCR产物(A)及其酶切片段(B)的电泳结果。结果表明酶切片段长度之和大于PCR产物长度，推断PCR产物由__________组成。 (4)在上述实验基础上，科学家们鉴定出多种气味受体，并解析了嗅觉神经元细胞膜上信号转导的部分过程(图丙)。 如果钠离子通道由气味分子直接开启，会使嗅觉敏感度大大降低。根据图丙所示机制，解释少量的气味分子即可被动物感知的原因__________。 56.(2024高考·湖南)百合具有观赏、食用和药用等多种价值，科研人员对其进行了多种育种技术研究。回答下列问题： (1)体细胞杂交育种。进行不同种百合体细胞杂交前，先用__________去除细胞壁获得原生质体，使原生质体融合，得到杂种细胞后，继续培养，常用__________ (填植物激素名称)诱导愈伤组织形成和分化，获得完整的杂种植株。 (2)单倍体育种。常用__________的方法来获得单倍体植株，鉴定百合单倍体植株的方法是__________。 (3)基因工程育种。研究人员从野生百合中获得一个抵抗尖孢镰刀菌侵染的基国pL，该基因及其上游的启动子pL和下游的终止子结构如图a。图b是一种Ti质粒的结构示意图，其中基因gus编码CUS酶，GUS酶活性可反映启动子活性。 ①研究腐原微生物对L的启动子pL活性的影响。从图a所示结构中获取L，首先选用__________酶切，将其与相同限制酶酶切的Ti质粒连接，再导人烟草。随机选取3组转基因成功的烟草(P1、P2和P3)进行病原微生物胁迫，结果如图c。由此可知：三种病原微生物都能诱导pL的活性增强，其中__________的诱导作用最强。 ②现发现栽培种百合B中也有L，但其上游的启动子与野生百合不同，且抗病性弱。若要提高该百合中L的表达量，培育具有高抗病原微生物能力的百合新品种，简要写出实验思路__________。 57.(2024高考·湖南)色盲可分为红色盲、绿色盲和蓝色盲等。红色肓和绿色盲都为伴X染色体隐性遗传，分别由基因L、M突变所致；蓝色盲属常染色体显性遗传，由基因s突变所致。回答下列问题： (1)一绿色盲男性与一红色盲女性婚配，其后代可能的表型及比例为__________或__________；其表型正常后代与蓝色盲患者(Ss)婚配，其男性后代可能的表型及比例为__________ (不考虑突变和基因重组等因素)。 (2)1个L与1个或多个M串联在一起，Z是L上游的一段基因间序列，它们在X染色体上的相对位置如图a。为阐明红绿色盲的遗传病因，研究人员将男性红绿色盲患者及对照个体的DNA酶切产物与相应探针杂交，酶切产物Z的结果如图b，酶切产物BL，CL、DL、BM、CM和DM的结果见下表，表中数字表示酶切产物的量。 BL CL DL BM CM DM 对照 15.1 18.1 33.6 45.5 21.3 66.1 甲 0 0 0 21.9 10.9 61.4 乙 15.0 18.5 0 0 0 33.1 丙 15.9 18.0 33.0 45.0 21.0 64.0 丁 16.0 18.5 33.0 45.0 21.0 65.0 ①若对照个体在图a所示区域的序列组成为“Z+L+M+M”则患者甲最可能的组成为__________ (用Z、部分Z，L、部分L，M、部分M表示)。 ②对患者丙、丁的酶切产物Z测序后，发现缺失Z1或Z2，这两名患者患红绿色盲的原因是__________。 ③本研究表明：红绿色盲的遗传病因是__________。 58.(2024高考·全国)某同学采用基因工程技术在大肠杆菌中表达蛋白E。回答下列问题。 (1)该同学利用PCR扩增目的基因。PCR的每次循环包括变性、复性、延伸3个阶段，其中DNA双链打开成为单链的阶段是__________，引物与模板DNA链碱基之间的化学键是__________。 (2)质粒载体上有限制酶a、b、c的酶切位点，限制酶的切割位点如图所示。构建重组质粒时，与用酶a单酶切相比，用酶a和酶b双酶切的优点体现在__________(答出两点即可)；使用酶c单酶切构建重组质粒时宜选用的连接酶是__________。 (3)将重组质粒转入大肠杆菌前，通常先将受体细胞处理成感受态，感受态细胞的特点是__________；若要验证转化的大肠杆菌中含有重组质粒，简要的实验思路和预期结果是__________。 (4)蛋白E基因中的一段DNA编码序列(与模板链互补)是GGGCCCAAGCTGAGATGA，编码从GGG开始，部分密码子见表。若第一个核苷酸G缺失，则突变后相应肽链的序列是__________。 氨基酸 密码子 赖氨酸 AAG 精氨酸 AGA 丝氨酸 AGC 脯氨酸 CCA CCC 亮氨酸 CUG 甘氨酸 GGC GGG 终止 UGA 59.(2024高考·河北)新城疫病毒可引起家禽急性败血性传染病，我国科学家将该病毒相关基因改造为r2HN，使其在水稻胚乳特异表达，制备获得r2HN疫苗，并对其免疫效果进行了检测。 回答下列问题： (1)实验所用载体的部分结构及其限制酶识别位点如图1所示。其中GtP为启动子，若使r2HN仅在水稻胚乳表达，GtP应为__________启动子。Nos为终止子，其作用为__________。r2HN基因内部不含载体的限制酶识别位点。因此，可选择限制酶__________和__________对r2HN基因与载体进行酶切，用于表达载体的构建。 (2)利用__________方法将r2HN基因导入水稻愈伤组织。为检测r2HN表达情况，可通过PCR技术检测__________，通过__________技术检测是否翻译出r2HN蛋白。 (3)获得转基因植株后，通常选择单一位点插入目的基因的植株进行研究。此类植株自交一代后，r2HN纯合体植株的占比为__________。选择纯合体进行后续研究的原因是__________。 (4)制备r2HN疫苗后，为研究其免疫效果，对实验组鸡进行接种，对照组注射疫苗溶剂。检测两组鸡体内抗新城疫病毒抗体水平和特异应答的细胞(细胞毒性T细胞)水平，结果如图2所示。据此分析，获得的r2HN疫苗能够成功激活鸡的__________免疫和__________免疫。 (5)利用水稻作为生物反应器生产r2HN疫苗的优点是__________。(答出两点即可) 60.(2024高考·山东)研究发现基因L能够通过脱落酸信号途径调控大豆的逆境响应。利用基因工程技术编辑基因L，可培育耐盐碱大豆品系。在载体上的限制酶BsaI切点处插入大豆基因L的向导DNA序列，将载体导入大豆细胞后，其转录产物可引导核酸酶特异性结合基因组上的目标序列并发挥作用。载体信息、目标基因L部分序列及相关结果等如图所示。 (1)用PCR技术从大豆基因组DNA中扩增目标基因L时，所用的引物越短，引物特异性越__________ (填“高”或“低”)。限制酶在切开DNA双链时，形成的单链突出末端为黏性末端，若用BsaI酶切大豆基因组DNA，理论上可产生的黏性末端最多有__________种。载体信息如图甲所示，经BsaI酶切后，载体上保留的黏性末端序列应为5'-__________-3'和5'-__________-3'。 (2)重组载体通过农杆菌导入大豆细胞，使用抗生素__________筛选到具有该抗生素抗性的植株①：④。为了鉴定基因编辑是否成功，以上述抗性植株的DNA为模板，通过PCR扩增目标基因L，部分序列信息及可选用的酶切位点如图乙所示，PCR产物完全酶切后的电泳结果如图丙所示。据图可判断选用的限制酶是__________，其中纯合的突变植株是__________ (填序号)。 (3)实验中获得1株基因L成功突变的纯合植株，该植株具有抗生素抗性，检测发现其体细胞中只有1条染色体有T-DNA插入。用抗生素筛选这个植株的自交子代，其中突变位点纯合且对抗生素敏感的植株所占比例为__________，筛选出的敏感植株可用于后续的品种选育。 61.(2024高考·全国)某研究小组将纤维素酶基因(N)插入某种细菌(B1)的基因组中，构建高效降解纤维素的菌株(B2)。该小组在含有N基因的质粒中插入B1基因组的M1与M2片段；再经限制酶切割获得含N基因的片段甲，片段甲两端分别为M1与M2；利用CRISPR/Cas9基因组编辑技术将片段甲插入B1的基因组，得到菌株B2。酶切位点(I～Ⅳ)、引物(P1～P4)的结合位置、片段甲替换区如图所示，→表示引物5'→3'方向。回答下列问题。 (1)限制酶切割的化学键是__________。为保证N基因能在菌株B2中表达，在构建片段甲时，应将M1与M2片段分别插入质粒的Ⅰ和Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ酶切位点之间，原因是__________。 (2)CRISPR/Cas9技术可以切割细菌B1基因组中与向导RNA结合的DNA。向导RNA与B1基因组DNA互补配对可以形成的碱基对有G－C和__________。 (3)用引物P1和P2进行PCR可验证片段甲插入了细菌B1基因组，所用的模板是__________；若用该模板与引物P3和P4进行PCR，实验结果是__________。 (4)与秸秆焚烧相比，利用高效降解纤维素的细菌处理秸秆的优点是__________ (答出2点即可)。 62.(2024高考·浙江)小鼠毛囊中表达F蛋白。为研究F蛋白在毛发生长中的作用，利用基因工程技术获得了F基因敲除的突变型纯合体小鼠，简称f小鼠，突变基因用f表示。f小鼠皮毛比野生型小鼠长50%，表现出毛绒绒的样子，其它表型正常。(注：野生型基因用++表示；f杂合子基因型用+f表示) 回答下列问题： (1)F基因敲除方案如图甲。在F基因的编码区插入了一个DNA片段P，引起F基因产生__________，导致mRNA提前出现终止密码子，使得合成的蛋白质因为缺失了__________而丧失活性。要达到此目的，还可以对该基因的特定碱基进行__________和__________。 (2)从野生型、f杂合子和f小鼠组织中分别提取DNA，用限制酶HindⅢ酶切，进行琼脂糖电泳，用DNA探针检测。探针的结合位置如图甲，检测结果如图乙，则f小鼠和f杂合子对应的DNA片段分别位于第__________泳道和第__________泳道。 (3)g小鼠是长毛隐性突变体(gg)，表型与f小鼠相同。f基因和g基因位于同一条常染色体上。f杂合子小鼠与g小鼠杂交，若杂交结果是__________，则g和f是非等位基因；若杂交结果是__________，则g和f是等位基因。(注：不考虑交叉互换；野生型基因用++表示；g杂合子基因型用+g表示) (4)确定g和f为等位基因后，为进一步鉴定g基因，分别提取野生型(++)、g杂合子(+g)和g小鼠(gg)的mRNA，反转录为cDNA后用(2)小题同样的DNA探针和方法检测，结果如图丙。g小鼠泳道没有条带的原因是__________。组织学检查发现野生型和g杂合子表达F蛋白，g小鼠不表达F蛋白，因此推测F蛋白具有的作用__________。 63.(2024高考·浙江)锌转运蛋白在某种植物根部细胞特异性表达并定位于细胞质膜，具有吸收和转运环境中Zn2+的功能。为研究该植物2种锌转运蛋白M和N与吸收Zn2+相关的生物学功能，在克隆M、N基因基础上，转化锌吸收缺陷型酵母，并进行细胞学鉴定。回答下列问题： (1)锌转运蛋白基因M、N克隆。以该植物__________为材料提取并纯化mRNA，反转录合成cDNA。根据序列信息设计引物进行PCR扩增，PCR每个循环第一步是进行热变性处理，该处理的效果类似于生物体内__________的作用效果。PCR产物琼脂糖凝胶电泳时，DNA分子因为含__________而带负电荷，凝胶点样孔端应靠近电泳槽负极接口；当2个PCR产物分子量接近时，若延长电泳时间，凝胶中这2个条带之间的距离会__________。回收DNA片段，连接至克隆载体，转化大肠杆菌，测序验证。 (2)重组表达载体构建。分别将含M、N基因的重组质粒和酵母表达载体同时进行双酶切处理，然后利用 连接，将得到的重组表达载体转化大肠杆菌。用PCR快速验证重组转化是否成功。此反应可以用大肠杆菌悬液当模板的原因是__________。 (3)酵母菌转化。取冻存的锌吸收缺陷型酵母菌株，直接在固体培养基进行__________培养，活化后接种至液体培养基，采用__________以扩大菌体数量，用重组表达载体转化酵母菌。检测M、N基因在受体细胞中的表达水平，无显著差异。 (4)转基因酵母功能鉴定。分别将转化了M、N基因的酵母菌株于液体培养基中培养至OD600为0.6。将菌液用__________法逐级稀释至OD600为0.06、0.006和0.0006，然后各取10μL菌液用涂布器均匀涂布在固体培养基上，培养2天，菌落生长如图。该实验中阴性对照为__________。由实验结果可初步推测：转运蛋白M和N中，转运Zn2+能力更强的是__________，依据是__________。 注：OD600为波长600nm下的吸光值，该值越大，菌液浓度越高；空载体为未插入M或N基因的表达载体。 第三章 基因工程 ---- 参考答案及解析 ---- 一、单选题 1.B 该流程属于蛋白质工程范畴，设计荧光蛋白结构后，步骤①应是推测氨基酸序列以及对应的脱氧核苷酸序列(基因序列)，不需要推测转运RNA类型，A错误。将目的基因导入动物细胞的常用方法是显微注射法，可通过显微操作将改造后的荧光蛋白基因导入斑马鱼受精卵，B正确。斑马鱼是卵生生物，受精卵可在体外适宜环境中发育，不需要移植到斑马鱼体内发育，C错误。转基因生物存在潜在的安全风险，新型荧光斑马鱼上市前必须进行安全性评价，D错误。 2.A 用限制酶X切割质粒时，存在部分质粒未被切割，或切割后自身环化的情况，这类质粒仍为2.4kb的环状结构，抗性基因完整，可在抗性平板上生长，因此能挑选到含2.4kb质粒的大肠杆菌菌落，A错误。原质粒长度为2.4kb，目的基因长度为1.5kb，二者连接后得到的重组质粒总长度为2.4+1.5=3.9kb，因此提取到3.9kb的质粒提示其中可能含有目的基因，B正确。目的基因两端均为X酶的黏性末端，插入时存在两种方向：若目的基因上0.4kb的片段靠近质粒的Z位点，用Y和Z双酶切后，得到的片段长度为0.3+0.4=0.7kb，2.1+1.1=3.2kb，C正确。若目的基因反向插入，即1.1kb的片段靠近质粒的Z位点，用Y和Z双酶切后，得到的片段长度为0.3+1.1=1.4kb，2.1+0.4=2.5kb，D正确。 3.B 酶的活性受温度、pH等因素的影响，MT本质是酶，因此温度和pH会影响其催化活性，A正确。根据题干信息，将第216位的丙氨酸变为苏氨酸后，MT的热稳定性提高，并未改变其催化功能(仍可催化海藻糖合成)，说明该位点的丙氨酸与MT的热稳定性有关，未体现对其专一性的作用，B错误。热稳定性高的酶在较高温度下仍能保持较高活性，因此筛选热稳定性高的MT时，应在较高温度下测定酶活性，C正确。通过改造氨基酸序列对蛋白质结构进行定向改造，以获得功能符合需求的蛋白质，该技术属于蛋白质工程，D正确。 4.C 益生菌是对人体有益的微生物，对人体无毒性，具备天然安全性，适合作为表达新抗原的工程菌受体，A正确。不同患者的肿瘤细胞特有的新抗原存在差异，个性化免疫治疗需要针对患者筛选其特有的肿瘤新抗原，才能精准激活针对该患者肿瘤的特异性免疫，B正确。工程菌属于外来异物，进入人体后会被免疫系统识别并清除，无法在体内长期存活；且免疫监视是人体免疫系统的功能，并非工程菌的功能，C错误。树突状细胞属于抗原呈递细胞，可将肿瘤新抗原摄取、加工后呈递给辅助性T细胞，进而激活体液免疫和细胞免疫，即激活特异性免疫过程，D正确。 5.B XhoⅠ的酶切位点在基因A内部，不能选择，否则会破坏基因A，A错误。F1位于基因A的下游，要让基因A正向插入质粒，F1的5'端需要带有HindⅢ的酶切位点，对应质粒上靠近β-半乳糖苷酶基因的酶切位点； F2位于基因A的上游，其5'端需要带有XbaⅠ的酶切位点，对应质粒上靠近启动子的酶切位点。 这样切割后，基因A的两端就能和质粒切割后的黏性末端互补连接，且保证基因A的转录方向和质粒上的启动子方向一致，B正确。F1位于基因A的下游， F2位于基因A的上游，若F1、F2的5'-端分别含有AccⅠ、HindⅢ酶切位点，会导致基因与质粒反接，C错误。PvuⅠ、ScaⅠ的酶切位点位于Ampr抗性基因内部，切割会破坏抗性标记基因，无法后续筛选重组质粒，D错误。 6.B 低温诱导植物细胞染色体数目加倍的原理是低温可抑制有丝分裂前期纺锤体的形成，洋葱根尖分生区细胞可进行有丝分裂，纺锤体形成受抑制后，着丝粒分裂产生的子染色体无法移向细胞两极，会引起细胞内染色体数目加倍，A正确。绿叶中的色素属于脂溶性有机物，易溶于无水乙醇等有机溶剂，因此无水乙醇可作为该实验的提取液；DNA不溶于无水乙醇，因此DNA粗提取实验中常用体积分数为95%的冷酒精使DNA析出，B错误。探究酵母菌细胞呼吸的方式实验中，自变量是氧气的有无，因变量是细胞呼吸产物的产生情况，温度、培养液用量、酵母菌初始数量等均为无关变量，需保持相同且适宜，C正确。模拟生物体维持pH的稳定实验中，清水组、HCO3-/H2CO3或HPO42-/H2PO4-缓冲液组均为对照组，生物材料组为实验组，D正确。 7.D 制备杂交瘤细胞的核心操作就是将免疫小鼠的B淋巴细胞(可分泌特异性抗体)与骨髓瘤细胞(可无限增殖)融合，符合单克隆抗体制备的流程，A正确。抗原蛋白F上存在多个不同的抗原决定簇，可刺激小鼠产生多种分泌抗F抗体的B淋巴细胞，因此可制备多种抗F的单克隆抗体，B正确。单克隆抗体阳性克隆的培养属于动物细胞培养，目前人类未完全掌握动物细胞所需的全部营养物质，因此培养液中通常需要添加血清等天然成分补充未知营养，C正确。PCR是扩增和检测核酸的技术，抗F抗体的本质是蛋白质，无法用PCR检测，检测抗体需要使用抗原-抗体杂交技术，D错误。 8.D 酶的活性依赖其特定的空间结构，第n位甲硫氨酸氧化会改变蛋白酶E的局部结构，进而改变E的空间结构，导致酶活性下降，A正确。蛋白质的氨基酸序列由编码它的基因的碱基序列决定，替换特定位置的氨基酸可通过蛋白质工程(即第二代基因工程)改造对应基因的碱基序列，再经表达获得改造后的蛋白酶，B正确。本次改造的目的是提高E对S的耐受性，因此判断改造效果的指标是经S处理后酶的活性保留情况，需用S处理一段时间后测定酶活性进行对比，C正确。酶的专一性由酶活性位点的结构决定，替换甲硫氨酸提高了E对S的耐受性，没有信息表明该替换改变了酶的活性位点结构，无法得出E的专一性降低的结论，D错误。 9.B 所有生物的DNA均为双螺旋结构且共用一套遗传密码，因此来源不同的启动子和基因编码序列可重新组合，题干中转基因鱼生长速率加快也证明重组序列可成功表达，A正确。重组基因导入受精卵时，整合到受体染色体上的位置、拷贝数存在差异，且基因表达还受其他调控因素影响，因此不同转基因鱼中重组生长激素基因的表达水平不一定相同，B错误。外源基因仅存在于细胞质中时，细胞分裂过程中易丢失，整合到染色体DNA上才能随染色体复制稳定传递给子代细胞，是其在受体细胞中稳定遗传的关键，C正确。启动子是RNA聚合酶识别结合启动转录的序列，调控启动子活性可改变生长激素基因的表达水平，通过观察对应转基因鱼的生长速率，可验证二者的关系，D正确。 10.D 蛋白质工程从预期蛋白质功能出发，经结构设计、氨基酸序列推导最终改造对应基因，再通过基因表达获得改造蛋白，整个过程遵循中心法则即遗传信息传递的一般规律，A正确。酶的专一性指酶只能催化一种或一类化学反应，胰蛋白酶仅能识别特定序列的肽键，改造后的甲无其可作用的位点因此不能被水解，体现了酶的专一性，B正确。改造后甲仍保持抗体活性，第96位精氨酸未被替换，推测该位点可能与抗体的功能密切相关，替换后可能导致抗体活性丧失，C正确。密码子简并性是指同一种氨基酸可对应多种密码子，但本次改造中第27位、97位的氨基酸种类发生了改变，不同氨基酸对应的密码子存在差异，因此改造后编码甲的基因序列一定发生改变，D错误。 11.C 题干中X+Y融合蛋白由两个独立基因表达后经自我切除并无痕连接两侧肽链形成，非直接构建融合基因，构建X+Y融合蛋白基因，不一定存在碱基序列相互影响问题，A错误。从图中可以看到，内含肽序列并未嵌入X蛋白的功能结构内，而是在X蛋白的功能结构外侧，这样才能保证X蛋白功能结构的完整，最终融合蛋白功能正常，B错误。从图中过程可以看出，内含肽的IntAN与IntAᶜ、IntBᶜ与IntBᴺ通过能匹配的结构相互识别，进而发挥特异性切除和连接作用，C正确。由图可知，内含肽在反应后被完全切除，得到的X+Y融合蛋白不含内含肽结合部位，所以再为X+Y融合蛋白提供“内含肽+某蛋白”，也不能实现自我切除并无痕连接两侧肽链，不能赋予X+Y融合蛋白新的结构，D错误。 12.D 水稻愈伤组织是已经完成脱分化的产物，要获得转基因水稻植株，只需对愈伤组织进行再分化(不需要再次脱分化)。植物组织培养的流程是：外植体→脱分化→愈伤组织→再分化→完整植株，A错误。转基因过程中，外源基因(P1基因)插入水稻染色体的位置是随机的(位置效应)，不同株系的基因表达水平通常存在差异，B错误。水稻是真核生物，其细胞内的内质网和高尔基体可对表达的P1蛋白进行糖基化等修饰；而大肠杆菌是原核生物，缺乏这些细胞器，无法对蛋白质进行类似修饰。因此两者生产的P1蛋白分子量可能不同，C错误。题目明确指出“给小鼠饲喂转基因水稻的P1也能激活免疫反应”，说明口服P1蛋白可被小鼠免疫系统识别并引发免疫应答，具备制成口服疫苗的潜力，D正确。 13.B 将T - DNA整合到水稻愈伤组织的染色体DNA后，若要使D基因表达并使水稻植株表现出抗病性状。那么D基因上游的U6启动子需被水稻愈伤组织细胞中RNA聚合酶识别，A错误。启动子是一段有特殊序列结构的DNA片段，位于基因的上游，它是RNA聚合识别和结合的部位，并能够驱动基因转录出mRNA，最终表达出蛋白质。由图得出，上述重组Ti质粒中的U6启动子并非位于卡那霉素抗性基因的上游，因而不能驱动卡那霉素抗性基因的表达，B正确。愈伤组织多指将植物体的某一组织、器官置于特定培养基中培养，诱导产生的无定形的组织团块，当农杆菌侵染愈伤组织后，T-DNA整合到水稻细胞染色体的DNA中，通常情况下，若D基因能表达，那么T-DNA上的潮霉素抗性基因也能表达，从而使得导入T-DNA的水稻愈伤组织具有潮霉素抗性基因；卡那霉素抗性基因不位于T - DNA上，不会发生上述生理过程。因此，在农杆菌侵染愈伤组织后所用的筛选培养基中需加入潮霉素，C错误。检测是否成功获得转基因品种一般需要经历两个阶段，首先是分子水平的检测，包括检测目的基因是否导入宿主细胞、检测在宿主细胞中目的基因是否转录出mRNA或最终表达出蛋白质，其次，还需要进行个体生物学水平的鉴定。因此愈伤组织再分化获得的含有D基因的幼苗不一定是抗病植株，D错误。 14.D 配制琼脂糖凝胶时选用适当缓冲溶液，可维持电泳过程中体系的pH稳定，保证核酸分子正常泳动，A正确。电泳时，样品向+极移动，说明在该实验条件下甲、乙两种 DNA 分子均带负电荷，符合核酸分子在电泳中的带电特性，B正确。电泳中，DNA分子的迁移速率与分子大小、电荷的多少等多种因素有关。甲、乙电泳条带位置虽然相同，但影响DNA分子的迁移速率的因素很多，所以碱基对的数量可能不同，C正确。甲只有限制酶R的一个酶切位点，若被酶R完全酶切，只会得到2种DNA片段(2个条带)，这两个条带的碱基数量比甲要少，电泳跑的距离要比甲更远，所以据图推测样品4才是甲被酶R完全酶切后的产物，D 错误。 15.A 二硫键是连接不同半胱氨酸残基的化学键，属于蛋白质一级结构的一部分。若二硫键断裂，会破坏蛋白质的空间结构，导致其功能丧失，A错误。蛋白质的功能依赖其特定的空间结构，若空间结构改变(如高温、强酸强碱导致的变性)，其功能通常也会受到影响，B正确。乙醇等有机溶剂可破坏蛋白质分子中的氢键，导致其空间结构改变而变性，C正确。蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其与生物功能的关系作为基础，通过改造或合成基因，来改造现有蛋白质，或合成一种新的蛋白质，因此利用蛋白质工程可获得氨基酸序列改变的蛋白质，D正确。 16.A DNA的鉴定需在沸水浴条件下与二苯胺试剂反应呈蓝色，题目中未提及沸水浴步骤，无法显色，A错误。碘液可以将淀粉染成蓝色，所以向土豆匀浆中加入一定量的碘液后，溶液会呈蓝色，B正确。利用土豆匀浆制备的培养基，含有碳源、氮源、水、无机盐和其他酵母菌生长需要的物质，所以可用于酵母菌的培养，C正确。过氧化氢酶的活性受到pH的影响，所以土豆中的过氧化氢酶可用于探究pH对酶活性的影响，D正确。 17.B 藓类叶片薄，只有一层细胞，可直接用于观察叶绿体，菠菜叶由多层细胞构成，但可用菠菜叶稍带些叶肉的下表皮细胞来观察叶绿体，因为叶肉细胞中有叶绿体，所以能用“菠菜叶”替代“藓类叶片”进行高倍显微镜观察叶绿体的实验，A正确。猪是哺乳动物，猪成熟红细胞没有细胞核和众多细胞器，也就不含DNA，而猪肝细胞含有细胞核和线粒体等含有DNA的结构，所以不能用“猪成熟红细胞”替代“猪肝细胞”进行DNA的粗提取与鉴定实验，B错误。醋酸洋红液和甲紫溶液都属于碱性染料，都能使染色体着色，所以在观察根尖分生区组织细胞的有丝分裂实验中，能用“醋酸洋红液”替代“甲紫溶液”，C正确。肝脏研磨液中含有过氧化氢酶，所以在比较过氧化氢在不同条件下的分解实验中，能用“过氧化氢酶溶液”替代“肝脏研磨液”，D正确。 18.C 已知DNA聚合酶催化延伸子链方向只能从5′→3′，原因是脱氧核苷酸的3'碳有羟基，可以结合下一个脱氧核苷酸的5′碳的磷酸基团，故为了DNA聚合酶催化一个脱氧核苷酸单位完成聚合反应后，DNA链不继续延伸，应保护底物中脱氧核糖结构上的3'-羟基，使其不能结合下一个脱氧核苷酸的5′碳的磷酸基团，C正确。 19.B 对牛乙注射促性腺激素进行超数排卵，目的是收集更多数量的卵母细胞，以便后续进行核移植操作，A正确。卵母细胞去核应在其减数分裂Ⅱ中期进行，B错误。在培养动物体细胞时，需要定期更换培养液，防止细胞代谢产物的积累对细胞自身造成危害，C正确。PCR技术可以扩增特定的DNA片段，通过检测犊牛丁细胞中是否含有转基因的DNA片段，就可以鉴定犊牛丁是否为转基因牛，D正确。 20.C 使用氯化钙处理大肠杆菌，可使其处于感受态，提高转化效率，即更多的大肠杆菌能吸收质粒，无论吸收的是含目的基因的重组质粒(可能形成白色菌落)还是未重组的质粒K(形成蓝色菌落)，都可增加筛选平板上白色和蓝色菌落数，A正确。由于仅含卡那霉素，未添加X-gal，无论导入的是重组质粒还是空白质粒，因不含X-gal，无法产生蓝色物质，故生长出的菌落均为白色，B正确。筛选平板中长出的白色菌落，可能是导入了重组质粒(含目的基因)，但也可能是虽然导入了质粒但目的基因没有成功表达目标蛋白，不能仅仅因为是白色菌落就判定为表达目标蛋白的菌株，C错误。若筛选平板中蓝色菌落偏多，原因可能是质粒K经酶切后自身环化并导入了大肠杆菌，因为自身环化的质粒K中β-半乳糖苷酶基因完整，能表达活性β-半乳糖苷酶，分解X-gal形成蓝色菌落，D正确。 21.D 由题可知，这2对等位基因位于非同源染色体上，假设A/a为上部两条带的等位基因，B/b为下部两条带的等位基因，由电泳图可知P1为AAbb，P2为aaBB，F1为AaBb，F2中①AaBB②Aabb都为杂合子，③AABb占F2的比例为，⑤AABB占F2的比例为，A正确。电泳图中的F2的基因型依次为：AaBB、Aabb、AABb、aaBB、AABB、AAbb、aabb、AaBb，未出现的基因型为aaBb，其个体PCR产物电泳结果有3条带，B正确。③AABb和⑦aabb杂交后代为Aabb、 AaBb，其PCR产物电泳结果与②⑧电泳结果相同，C正确。①AaBB自交子代为，AABB()、AaBB()、aaBB()，其PCR产物电泳结果与④aaBB电泳结果相同的占，D错误。 22.D 研磨液有利于DNA的溶解，换为蒸馏水，DNA提取的效率会降低，A正确。DNA不溶于酒精溶液，但细胞中的某些蛋白质溶于酒精，可分离DNA，B正确。DNA在NaCl溶液中的溶解度随着NaCl浓度的变化而改变，因此可用不同浓度的NaCl溶液对DNA进行粗提取，C正确。在沸水浴的条件下，DNA遇二苯胺会被染成蓝色，二苯胺试剂用于鉴定DNA，D错误。 23.B 稀释涂布平板法除可以用于分离微生物外，也常用来统计样品中活菌的数目。当样品的稀释度足够高时，培养基表面生长的一个单菌落，来源于样品稀释液中的一个活菌，通过统计平板上的菌落数，就能推测出样品中大约含有多少活菌，A正确。在进行胚胎分割时，应选择发育良好、形态正常的桑葚胚或囊胚，B错误。马铃薯顶端分生区附近(如茎尖)的病毒极少，甚至无病毒，所以可以选取马铃薯茎尖进行组织培养获得脱毒苗，C正确。不同的限制酶识别的DNA序列不同，但使用不同的限制酶也能产生相同的黏性末端，D正确。 24.D 分析反应管①～④中分别加入的适量单链DNA可知，①中两条单链DNA分子之间具有互补的序列，但双链DNA区之外的3'端无模板，因此无法进行DNA合成，不能得到带有荧光标记的DNA探针；②中单链DNA分子内具有自身互补的序列，由于在本实验的温度条件下不能产生小于9个连续碱基对的双链DNA区，故一条单链DNA分子不发生自身环化，但两条链可以形成双链DNA区，由于DNA合成的链中不含碱基A，不能得到带有荧光标记的DNA探针；③中两条单链DNA分子之间具有互补的序列，且双链DNA区之外的3'端有模板和碱基T，因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针；④中单链DNA分子内具有自身互补的序列，一条单链DNA分子不发生自身环化，两条链可以形成双链DNA区，且双链DNA区之外的3'端有模板和碱基T，因此进行DNA合成能得到带有荧光标记的DNA探针。综上，能得到带有荧光标记的DNA探针的反应管有③④。 25.A 题意显示，研究人员采用如图方法将酿酒酵母S的L-谷氨酸脱羧酶基因(gadB)导入生产菌株E.coliA，说明可以从酿酒酵母S中分离得到目的基因gadB，A正确。题意显示，用L-谷氨酸脱羧酶(GadB)催化L-谷氨酸脱羧是高效生产γ-氨基丁酸的重要途径之一，E.coliB中能表达L-谷氨酸脱羧酶(GadB)，因此可用E.coliB发酵生产γ-氨基丁酸，该过程中L-谷氨酸钠的作用不是供能，B错误。E.coliA中没有L-谷氨酸脱羧酶(GadB)，因而不能降解L-谷氨酸，而E.coliB中含有该酶的基因，因而能高效降解γ-氨基丁酸，C错误。图中质粒上含有NcoⅠ和KpnⅠ的酶切位点，因而不可以用其他酶替代NcoⅠ和KpnⅠ构建重组质粒，D错误。 26.B 电子显微镜的发明是在细胞学说提出之后，细胞学说的提出主要基于光学显微镜的观察和研究，A 错误。差速离心法可以通过不同的离心速度将细胞内大小、密度不同的细胞器分离开来，促进对细胞器的认识，B正确。光合作用的解析主要是对植物的光合作用机制进行研究，而花期控制技术更多地涉及到植物激素、环境因素等方面的知识，光合作用的解析与花期控制技术的成熟关系不大，C 错误。PCR 技术的发明并非直接由于 RNA 聚合酶的发现，PCR 技术的关键在于热稳定的 DNA 聚合酶的应用，D 错误。 阅读下列材料，完成下面小题。 疟疾是一种严重危害人类健康的红细胞寄生虫病，可用氯喹治疗。疟原虫pfcrt基因编码的蛋白，在第76位发生了赖氨酸到苏氨酸的改变，从而获得了对氯喹的抗性。对患者进行抗性筛查，区分氯喹敏感患者和氯喹抗性患者，以利于分类治疗。 研究人员根据pfcrt基因的序列，设计了F1、F2、R1和R2等4种备选引物，用于扩增目的片段，如图甲所示。为选出正确和有效的引物，以疟原虫基因组DNA为模板进行PCR，产物的电泳结果如图乙所示。 27.D 根据图乙结果显示可知，F1-R1引物只扩增出一条片段,说明能够用于特异性扩增目的片段，A正确。根据图乙信息可知，F1-R2引物扩增条带为三条，说明其不能用于特异性扩增目的片段，B正确。根据图乙信息可知，F1-R1能扩增目的1条带，F2-R1无法扩增目的条带，所以F2为无效引物，没有扩增功能，无法使用，C正确。根据图乙显示可知，F1-R1引物只扩增出一条片段，F1-R2引物扩增条带为三条，说明R2引物无法特异性的扩增目的条带，D错误。 28.B 根据题干信息可知，疟原虫pfcrt基因编码的蛋白，在第76位发生了赖氨酸到苏氨酸的改变，从而获得了对氯喹的抗性。根据酶切位点可知，在具有氯喹抗性的基因组没有ApoⅠ酶切位点，而敏感性基因组中具有该酶切位点，因此对6份血样处理后进行PCR，产物用限制酶ApoⅠ消化，酶解产物的电泳出现两条带则为敏感型，只有一条带的为抗性，所以1~6号血样中，来自于氯喹抗性患者的是2号和4号，B正确，ACD错误。 29.B 限制酶失活会使DNA完全不被酶切，此时应更换新的限制酶，A正确。酶切条件不合适通常会使切割效果下降，调整反应条件如温度和PH等，调整酶的用量没有作用，B错误。质粒DNA突变会导致限制酶识别位点缺失，进而造成限制酶无法进行切割，此时应更换为正常质粒，C正确。质粒DNA上酶切位点被甲基化修饰，会导致对DNA甲基化敏感的限制酶无法进行酶切，此时应换用对DNA甲基化不敏感的限制酶，D正确。 30.B PCR的原理是DNA复制，DNA的单体是脱氧核糖核苷酸，配制PCR反应体系时，加入4种脱氧核糖核苷酸的等量混合液作为扩增原料，A错误。琼脂糖凝胶制备中加入的核酸染料能与DNA分子结合，凝胶中的DNA分子通过染色，可以在波长为300nm的紫外灯下被检测出来，B正确。将配制的酵母培养基高温灭菌并冷却到不烫手(50℃左右)后，在酒精灯火焰旁倒平板，C错误。将接种环烧红，待冷却后(避免菌种被烫死)，蘸取酵母菌液在培养基上划线培养，获得单菌落，D错误。 31.A 在DNA的粗提取与鉴定实验中，可将获得的研磨液用纱布过滤后，在4℃的冰箱中放置几分钟，再取上清液，也可以直接将研磨液用离心机进行离心后取上清液，A正确。研磨液在4℃冰箱中放置几分钟后，DNA在上清液中，应取上清液倒入烧杯中，B错误。鉴定过程中用沸水浴加热，DNA双螺旋结构会发生改变，C错误。加入二苯胺试剂后沸水浴处理的时间要在5分钟以上，且要等到冷却后再观察结果，这样才可以观察到较为明显的显色反应，仅设置一个对照组可以排除二苯胺加热后可能变蓝的干扰，D错误。 32.A 琼脂糖凝胶的浓度会影响DNA分子在凝胶中的迁移率和分辨率，琼脂糖凝胶的浓度通常是根据所需分离的DNA片段大小来选择的。对于较大的DNA片段，比如基因组DNA或质粒DNA，通常选择较低浓度的琼脂糖凝胶，因为它们需要更大的孔径来有效迁移。而对于较小的DNA片段，比如PCR产物或酶切片段，则需要选择较高浓度的琼脂糖凝胶，以提供更好的分辨率和分离效果，A正确。凝胶载样缓冲液指示剂通常是一种颜色较深的染料，可以作为电泳进度的指示分子， 当溴酚蓝到凝胶2/3处时(可看蓝色条带)，则停止电泳，B错误。在琼脂糖凝胶电泳中，当电场作用时，DNA片段实际上是向正极迁移的，而不是向负极迁移。同时，DNA片段的迁移速率与其大小成反比，即DNA片段越长，迁移速率越慢，C错误。琼脂糖凝胶中的DNA分子需染色后，才可在波长为300nm的紫外灯下被检测出来，D错误。 二、多选题 1.AB 该基因工程菌为大肠杆菌，培养大肠杆菌的适宜温度为37℃左右；72℃是该DNA聚合酶T催化PCR反应延伸时的适宜温度，不是培养工程菌的温度，72℃条件下大肠杆菌无法存活，A错误。诱导物浓度并非越高越好，高浓度诱导物通常会对工程菌的生长产生毒害，反而会抑制目的蛋白的表达，降低T酶的产量，B错误。蛋白质电泳可根据条带数目初步判断蛋白质的纯度：若仅出现目的条带说明纯度高，出现多条杂带说明杂质多，C正确。T酶的活性是其催化PCR合成DNA的能力，相同反应条件下，T酶活性越高，单位时间内扩增得到的PCR产物量越多，因此可以根据PCR产物的多少计算T酶的活性，D正确。 2.AB 分离培养己酸菌时，为避免杂菌污染，需对培养基、培养皿进行灭菌，但窖泥是分离目标菌的原材料，若对窖泥灭菌会杀死其中的己酸菌，无法完成目标菌的分离筛选，A错误。使用稀释涂布平板法统计活菌数时，若两个或多个活菌聚集在一起，平板上只会形成一个菌落，因此统计得到的菌落数一般比活菌的实际数偏少，B错误。不同物种的基因序列具有特异性，依据己酸菌的特异基因序列设计引物进行PCR，可根据是否扩增出目标产物完成对目的菌株的鉴定，C正确。筛选获得的己酸菌优良菌种初始数量较少，需先进行扩大培养，获得足够多的菌种后才能用于白酒的规模化生产，D正确。 3.AB 某患病男孩其母亲没有患病，可知该病为伴X染色体隐性遗传病，该病患者中男性显著多于女性，在男性中发病率为1/3500，则该致病基因d频率为1/3500，正常基因D基因频率为3499/3500，女性中携带者的占比为2×1/3500×3499/3500，A错误。该男孩的母亲为携带者，基因型为XDXd，该男孩基因型为XdY，该男孩的染色体倒位，故用R1和R2不能扩增出产物来，母亲有正常的H基因，有产物，故对母亲和患儿DNA进行PCR检测的结果不同，B错误。该男孩的染色体倒位，故与正常男性相比，患病男孩X染色体上的基因排列顺序发生改变，C正确。利用S1和S2进行PCR检测，有产物则含有正常D基因，若无产物，则含有致病基因，故可诊断母亲再次孕育的胎儿是否患该病，D正确。 4.BD 对比A基因和a基因的序列，A基因中“AAGCTT”变为 a 基因中“AAGCTG”，是碱基替换(T→G)，并非碱基增添，A错误。HindⅢ切割产生黏性末端，AluⅠ切割后产生的是平末端，二者末端类型不相同，B正确。a基因中有2个HindⅢ切割位点，切割后产生3个片段，有3个AluⅠ切割位点，切割后产生4个片段，用两种限制酶分别酶切a基因后，产生的片段大小不一致，C错误。因为正常基因A和致病基因a的HindⅢ切割位点数量不同，所以产前诊断时，该致病基因可选用 HindⅢ 限制酶开展酶切鉴定，D正确。 5.AC 利用双脱氧测序法时，PCR反应体系中加入的模板是待测的单链DNA，故只需加入一种引物，A正确。电泳时，产物的片段越大，迁移速率越慢，B错误。依据分析中双脱氧测序法的原理，可以确定每个泳道中的条带(DNA片段)的3'终端的碱基，如+ddATP的泳道中出现的条带(DNA片段)的3'终端碱基就是A。另外由于每个片段的起始点相同，但终止点不同，因此可以通过比较片段的长度来确定DNA序列中每个位置上的碱基；图示电泳方向为从上→下，即对应的DNA片段为长→短，则对应的DNA测序结果为3'→5'，如对照个体的电泳结果最短的条带为+ddCTP泳道组的条带，则说明该DNA片段5'端第一个碱基为C；因此对照个体的测序结果为5'-CTACCCGTGAT-3'，患者的测序结果为5'-CTACCTGTGAT-3'，C正确。对比患者和对照个体的测序结果可知，患者该段序列中某位点的碱基C突变为T，D错误。 三、非选择题 1.【答案】(1)碳源/碳源和能源物质 (2)消毒；酒曲中的微生物失活 (3)28℃是酵母菌的最适生长温度，有利于酵母菌快速增殖，扩大菌种数量；无氧呼吸/酒精发酵；升高 (4)MfeⅠ；不可以；α-淀粉酶基因的序列内部存在EcoR Ⅰ的酶切位点，用EcoR Ⅰ酶切后目的基因会断裂 【解析】(1)淀粉属于多糖，水解产生的还原糖含有碳元素，既可作为碳源为酵母菌的生命活动提供碳元素；又可通过细胞呼吸分解，释放能量，为酵母菌提供能源物质。 (2)消毒是指使用较为温和的物理、化学或生物等方法杀死物体表面或内部一部分微生物。灭菌则是指使用强烈的理化方法杀死物体内外所有的微生物，包括芽孢和孢子。蒸煮原料通过高温杀灭一部分杂菌，属于传统发酵中的消毒操作。微生物的活性受温度影响，高温会使酵母菌等微生物的蛋白质变性失活，造成菌种死亡，因此摊凉降温可以避免高温杀死接种的发酵菌种，保护酒曲内酵母菌等微生物的活性。 (3)酵母菌的最适生长温度约为28℃，此条件下酵母菌代谢旺盛、增殖速度快，可扩大菌种数量，为后续发酵提供足够的菌种；发酵后期，密封容器内氧气含量快速下降，会抑制酵母菌的有氧呼吸，促进酵母菌进行无氧呼吸(酒精发酵)产生乙醇，使发酵体系内乙醇含量逐渐升高。 (4)①构建基因表达载体时，目的基因应当插入到启动子和终止子之间，且限制酶不能破坏目的基因和载体上的启动子、终止子和标记基因等，由图可知，EcoRⅠ会破坏目的基因；MfeⅠ会破坏载体上的启动子；Hind Ⅲ会破坏载体上的抗性基因(卡那霉素抗性基因)，结合限制酶识别序列可知，EcoRⅠ和MfeⅠ属于同尾酶，可产生相同的黏性末端，因此构建基因表达载体时，可用BamHⅠ和EcoRⅠ切割质粒，在目的基因的两端分别添加上BamHⅠ和MfeⅠ的识别序列。为了保证目的基因能够正常表达，结合目的基因的转录方向，在表达载体上，目的基因的转录方向为从启动子到终止子，因此引物1的5′端引入BamHⅠ的识别序列，引物2的5′端需要引入Mfe Ⅰ的识别序列。 ②由图可知，α-淀粉酶基因的序列内部存在一个EcoRⅠ的酶切位点，用EcoRⅠ切割重组质粒时，EcoRⅠ会从目的基因的内部将其切断，造成目的基因断裂，因此无法获得完整的α-淀粉酶基因。 2.【答案】(1)启动子 (2)竞争性 (3)分泌型 (4)减少 cH 的数目 (5)能与葡萄糖可逆结合的蛋白，以及能与该蛋白可逆结合的特定DNA序列 【解析】(1)启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，功能就是驱动下游目的基因的转录，表达载体中启动子的功能是驱动目的基因的转录。 (2)R蛋白既可以和尿酸可逆结合，也可以和cH序列可逆结合，尿酸浓度低时R更多结合cH，尿酸浓度高时R更多结合尿酸、从cH上脱离，说明尿酸和cH序列会竞争结合R蛋白。 (3)实验目的是降解血液中的尿酸而非细胞内的尿酸，因此改造后的sU基因编码的U酶需要被分泌到细胞外，才能进入血液发挥降解尿酸的作用。 (4)“相同尿酸浓度下，SEAP的表达量随插入cH数目的增加而减少”，现在要进一步降低小鼠血液尿酸浓度，就需要让sU(U酶)的表达量更高，因此可以减少sU表达载体上串联的cH序列的数量，降低R蛋白对sU转录的抑制作用，提升U酶的合成量，增强尿酸降解效果。 (5)该尿酸调控系统的核心是“能响应目标代谢物(尿酸)、同时可结合对应调控DNA序列的双功能R蛋白+R蛋白的结合靶序列cH”，要复助力血糖稳态的维持，关键是寻找能与葡萄糖可逆结合的蛋白，以及能与该蛋白可逆结合的特定DNA序列。 3.【答案】(1)Bcl I和Xba I (2)3+6；2500 (3)X；4；3和9 【解析】(1)若只用单酶切会出现质粒自连、目的基因反向连接等问题，因此需用两种不同黏性末端的酶，防止错误连接，由图甲可知，BamH I与Bst I识别相同序列(5'-GGATCC-3')，切割后黏性末端一致，因此不能同时选用这两种酶，而且Bst I酶的识别序列位于启动子与终止子的外边，因此不能选用 BamH I酶与Bst I酶。由图示可知，位于启动子与终止子之间的可用限制酶只有Bcl I酶和Xba I酶，二者酶切末端不同，可定向插入V基因，避免质粒自连、目的基因反向连接。 (2)在琼脂糖凝胶电泳中，DNA片段分子量越小，受到的阻力越小，迁移速率越快。结合各组合长度：引物组合1+4扩增产物长度2000bp、引物组合1+5扩增产物长度2800bp、引物组合1+6扩增产物长度4750bp、引物组合2+6扩增产物长度1550bp、引物组合3+6扩增产物长度250bp。其中引物组合3+6扩增产物长度最短，迁移速率最快。抗虫基因V的长度=引物组合1+6扩增产物长度-引物组合1+4扩增产物长度-引物组合3+6扩增产物长度=4750-2000-250=2500bp。 (3)启动子片段为5'-ATCGCGAACG-3'(共10个核苷酸，5'→3'编号为1~10)，互补链的5'端被P标记，四种试剂会在识别的碱基处切断3'端磷酸二酯键。电泳后，条带位置代表片段长度，条带缺失说明该位点未被切断(即该位点C发生了甲基化，未被转化为U，无法被识别C/T的试剂切断)。根据条带位置匹配试剂识别的碱基类型：1组:条带位置对应 C/T位点一Y试剂(识别C、T)；2组:条带位置仅对应C位点一Z试剂(识别C)；3组:条带位置对应A/G位点X试剂(识别G、A)；4组:条带位置仅对应G位点一W试剂(识别G)。电泳迁移速率与片段长度成反比，条带位置越靠下，片段越短。从图丙可见，a和b两条带之间间隔了4个核苷酸的位置差，因此二者长度相差4个核苷酸。又由题意可知其序列定位为5'-A1T2C3G4C5G6A7A8C9G10-3'，其中C位于第3、5、9位。对比1(Y)和2(Z)的电泳条带，发现第3位C和第9位C处无断裂条带，说明这两个C发生了甲基化，即第3位和第9位核苷酸发生了甲基化。 4.【答案】(1)蛋白质 (2)使ABE基因仅在心肌细胞中表达，避免影响其他细胞的正常生理功能 (3)C (4)sgRNA6；只有基因位点①和②的A转换成G，导致甲硫氨酸变为缬氨酸，才能抑制CaMKⅡδ的过度活化，以sgRNA6为向导的ABE对位点①和②均有较高的编辑效率，而以sgRNA1为向导的ABE仅对位点①有较高编辑效率，对位点②编辑效率极低 (5)控制血红蛋白合成的基因发生了基因突变；造血干细胞 【解析】(1)CaMKIIδ是一种蛋白激酶，由题干信息可知，蛋白激酶CaMKIIδ过度活化与其第281和282位的甲硫氨酸有关，因此该酶的化学本质为蛋白质。 (2)启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，有了它才能驱动基因转录出mRNA，最终表达出人类需要的蛋白质，因此为了驱动ABE仅在心肌细胞中表达，需要在编码ABE的基因的上游添加心肌特异性启动子，避免对其他组织细胞造成不必要的编辑，降低副作用。 (3)基因的转录是以DNA的一条链为模板，按照碱基互补配对原则，从模板链的3'端结合RNA聚合酶转录而来，由图示可知与sgRNA结合的向导DNA序列的编码链为5'-GCTTCCATGATGCACAGAC-3'，根据碱基互补配对原则，且RNA中含U不含T，sgRNA1的碱基序列为5'-GUCUGUGCAUCAUGGAAGC-3'，C符合题意，ABD不符合题意。 (4)由图2可知：含SgRNA1的ABE仅在位点①A→G转换效率高，位点②几乎无编辑效果；含sgRNA6的ABE在位点①和②的A-G转换效率均较高，可同时编辑第281和282位甲硫氨酸，更有效地抑制CaMKII8过度活化。 (5)镰状细胞贫血是一种单基因遗传病，由血红蛋白基因中一个碱基对的替换(A/T→T/A)导致谷氨酸被缬氨酸替换，进而引起血红蛋白结构异常。血红蛋白只在红细胞中被选择性表达合成，红细胞由造血干细胞分化而来，因此将碱基编辑器导入造血干细胞，可使其分化产生正常的红细胞，实现对患者血红蛋白分子的改造，达到治疗目的。 5.【答案】(1)聚乙二醇/PEG (2)A、C、F (3)2 (4)中；有丝分裂中期每条染色体含有两条染色单体 (5)表观遗传 【解析】(1)诱导动物细胞融合的化学试剂是聚乙二醇(PEG)，所以可用化学试剂聚乙二醇(PEG)诱导人细胞和鼠细胞融合。 (2)观察图1，其中显示了人细胞、鼠细胞以及人-鼠融合细胞A-F中L基因的检测结果，根据图1可知，人-鼠融合细胞的A、C、F中含有对应的条带，所以L基因存在于A、C、F融合细胞中。 (3)结合图1中L基因存在的融合细胞以及图2中融合细胞含有人染色体情况，通过对两者信息的分析推测，L基因定位在人2号染色体上，原因是含L基因的A、C、F融合细胞均含有人2号染色体，不含L基因的B、D、E融合细胞均不含人2号染色体。 (4)实验二中，因为有丝分裂中期染色体形态固定、数目清晰，便于观察，所以应选择有丝分裂中期的细胞进行观察；图3中每条染色体上出现两个信号点，是由于DNA进行了复制，形成了姐妹染色单体，使得每条染色体上有两个DNA分子，即有丝分裂中期每条染色体含有两条染色单体，从而与荧光探针结合出现两个信号点。 (5)随着年龄的增长，大多数人的基因甲基化修饰程度增加，基因表达水平降低，这种仅由基因甲基化修饰等引起的性状改变，遗传物质未发生改变的遗传现象属于表观遗传。 6.【答案】(1)由一对等位基因控制，株高140 cm为显性性状，100cm隐性性状 (2)266；苯丙氨酸；Ⅱ和Ⅲ (3)aabb；两对等位基因位于两对同源染色体上；甲乙突变可能是同一基因不同位点的突变，形成复等位基因，且甲突变的结果对乙的是显性 【解析】(1)根据题意，纯合品系甲(株高100cm)和纯合野生品系(株高140cm)杂交后，F1株高全为140cm，说明株高140 cm为显性性状，株高100 cm为隐性性状;F2两种表型比约为3:1，符合一对等位基因的分离定律， 因此推测品系甲株高的遗传机制由一对等位基因控制，株高140cm为显性性状，100cm为隐 性性状。 (2)根据题干信息可知，品系甲是野生型的转录产物编码序列第796位突变导致的，对比野生型和突变型甲的转录模板链部分序列可知，是模板链对应的位点碱基发生了"G→A"的替换，由突变基因模板链转录形成的mRNA方向是5'→3'，对应模板链方向是3'→5'，由于mRNA上每3个相邻的碱基决定1个氨基酸，每3个这样的碱基叫作1个密码子，转录产物编码序列第796位突变，796÷3=265……1，则266号的模板链序列是796G、797A、798G，对应密码子为5'-CUC-3'，突变后对应密码子为5'-U UC-3'，编码苯丙氨酸。PCR 扩增需要一对引物，引物的作用是使 DNA 聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，因此引物序列应与DNA 两条链3'端互补，为检测其他水稻是否发生该突变，引物序列中应包含突变位点，根据突变型基因转录模板链部分碱基序列的两端可知，有一个引物为5′−⋯GCTTCG−3′，符合此条件的是引物II， 另一引物的序列为5′−⋯GGTGTC−3′，符合此条件的是引物Ⅲ，故选引物II和III。 (3)假设品系甲的突变基因为a，若甲、乙有同一基因突变(a 基因)，纯合甲与纯合乙杂交，F2出现3:1的表型比，两者有一对基因是相同的(aa)，说明两者表型差异必然涉及另一对等位基因，推测乙的基因型为aabb，品系乙(aabb)x野生型(AABB) ， F1全为140 cm(AaBb)，F2出现了9:6:1的分离比，推测表型和基因型对应如下： A-B-140cm 、A-bb和aaB-100cm 、aabb75m，满足两对等位基因独立遗传的特点，说明两对等位基因位于两对同源染色体，遵循基因的自由合定律。若发现品系乙与品系甲无相同突变，纯合品系乙与纯合品系甲杂交后，F2出现出现3:1的表型比，说明甲乙突变可能是同一基因不同位点的突变，形成复等位基因，且甲突变的结果对乙的是显性 7.【答案】(1)显性 (2)模板DNA/玉米基因组DNA；① (3)(胚乳的)RNA；粉质；粉质：硬质=3：1 (4)VA基因表达量低，编码的催化酶合成不足，无法有效催化非极性胡萝卜素转化为下游产物；非极性胡萝卜素积累，导致形成粉质胚乳 【解析】(1)粉质品系 A、硬质品系 W 为纯合品系，正反交F1籽粒胚乳全为硬质，说明硬质性状能完全掩盖粉质，硬质为显性性状。 (2)PCR反应体系除引物、Taq酶、缓冲液、脱氧核苷酸、水外，还需要模板DNA作为扩增的模板。品系W是纯合VWVW，Taq DNA聚合酶延伸速度约为1000 bp/min，引物1与引物2可扩增出100+196=296bp(约300bp)的片段，引物3延伸的子链至多延伸500bp，不能再作为引物1结合的模板，因此扩增产物对应图c的泳道①。 (3)要检测VW的表达是否受影响，需要检测转录产物，因此提取胚乳的RNA，通过逆转录PCR检测。 已知VW高表达对应硬质，低表达对应粉质。 ①纯合转基因植株的VW表达被RNAi显著降低，因此胚乳性状为粉质。 ②杂合转基因植株(V+V−，V+为正常VW，V−为表达被敲低的VW)自交，胚乳由两个基因型相同的极核+一个精子发育而来，仅纯合的VWVW表现为硬质，杂合转基因植株中VW表达被敲低，因此性状比例为粉质：硬质=3：1。 (4)据题干信息可知，VW编码的酶催化非极性胡萝卜素转化为下游产物，品系A的VA表达量低，酶量不足，因此推测：非极性胡萝卜素积累是产生品系A粉质胚乳的原因，若诱变后非极性胡萝卜素合成途径基因突变，非极性胡萝卜素合成减少不再积累，胚乳会变为硬质。 8.【答案】(1)基因的自由组合(分离定律和自由组合)；3/7；1/2/50% (2)3/三 (3)显性 1/2/50% (4)乙和丙 【解析】(1) 实验①F2表型比为多花:单花=9:7，是9:3:3:1的变形，说明控制该性状的两对基因遵循基因自由组合定律； 设相关基因型是A/a、B/b、C/c，实验②F₁为双杂合(可设为AabbCc)，则F₂中A_C_为多花占9份，其余所有单花占7份，单花中纯合体为aabbCC、AAbbcc、aabbcc共3份，因此纯合体占比为 3/7；甲、乙和丙3种单花纯合体，可设甲为单花纯合(AAbbcc)，实验②F₁为双杂合AabbCc，子代要得到多花(A_C_)，甲提供Abc，F₁产生AC配子的概率为1/2，因此子代多花占比为 1/2。 (2)三个杂交实验的F2都出现9:7，说明任意两个亲本杂交，F1都为两对基因杂合，而三个亲本都是单花纯合，甲×乙、甲×丙、乙×丙分别在不同的两对基因间杂合，因此至少3对； 所有多花个体都出现在含甲的杂交后代中，说明多花必须携带甲的显性基因(题目设定为A)。 (3)结合(2)可推得基因型：甲AAbbcc、乙aaBBcc、丙aabbCC，表型规则：同时含A和另一对显性基因→多花，不含A但同时含B和C→中花，其余单花，实验①F1基因型为AaBbcc，丙为aabbCC，根据电泳图：甲(AA)只有上方1条A的条带，丙(aa)只有下方2条a的条带，多花植株必须携带A(来自甲)和a(来自丙)，因此既有A条带也有a条带，三个条带都涂黑；中花植株基因型为aa，只有a的条带，因此只涂黑下方两个条带；实验①F₁基因型为AaBbcc，和丙(aabbCC)杂交，电泳只检测A/a，A/a基因型后代分离为Aa:aa=1:1，电泳结果和丙(aa)相同的个体占比为 1/2。 (4)中花基因型为aaB_C_，共有4种可能：aaBBCC、aaBBCc、aaBbCC、aaBbCc，选择纯合亲本乙(aaBBcc)和丙(aabbCC)分别杂交：不同基因型的中花，后代表型比例不同：可以通过乙杂交后代是否出现单花判断C是否杂合，通过丙杂交后代是否出现单花判断B是否杂合，四种基因型的结果互不相同，因此选择乙和丙即可确定其基因型。 9.【答案】(1)磷酸二酯； His标签可被抗体识别，便于FP蛋白的筛选 (2)FP蛋白、PD-1抗体单独使用 时均具有抗肿瘤的效果，两者联合使用时疗效更显著 (3)ATP (4)E.coli-fp；大肠杆菌为兼性厌氧生物，能适应肿瘤内部的低氧环境而存活；在缺氧条件下，大肠杆菌能通过无氧呼吸获取能量，还可利用肿瘤区域丰富的代谢产物进行增殖；基因工程改造的E.coli-fp可特异性富集在肿瘤低氧区域，并大量表达FP蛋白；FP蛋白能结合并消耗肿瘤细胞的ATP，切断肿瘤细胞的能量供给，最终使肿瘤细胞因能量匮乏而凋亡，实现靶向抗肿瘤效果 【解析】(1)DNA连接酶催化磷酸二酯键的形成，His标签可被抗体识别，便于重组质粒的筛选。 (2)结合图2曲线分析：和对照组相比，PD-1抗体组、FP蛋白组的肿瘤体积都更小，说明FP蛋白、PD-1抗体单独使用时均具有抗肿瘤的效果，两者联合使用时疗效更显著。 (3)分析图3：加入FP蛋白后，ATP的峰值消失，只产生AMP的峰值，说明FP可以催化ATP分解；而GTP加入FP后无变化，因此FP的反应底物是ATP。 (4)只有工程菌E.coli−fp含有His标签序列，能被His标签抗体检测到，因此出现阳性杂交信号的组1是E.coli−fp。 肿瘤因快速增殖内部形成缺氧环境，大肠杆菌为兼性厌氧菌，可适应缺氧的肿瘤微环境完成生长增殖；能适应肿瘤内部的低氧环境而存活；在缺氧条件下，大肠杆菌能通过无氧呼吸获取能量，还可利用肿瘤区域丰富的代谢产物进行增殖。 结合前文结论，基因工程改造的E.coli-fp可特异性富集在肿瘤低氧区域，并大量表达FP蛋白；FP蛋白能结合并消耗肿瘤细胞的ATP，切断肿瘤细胞的能量供给，最终使肿瘤细胞因能量匮乏而凋亡，实现靶向抗肿瘤效果。 10.【答案】(1)固体 (2)碱基互补配对；5′；Sac Ⅰ (3)标记；选择 (4)①抑制CreA基因的表达对黑曲霉的生长(生物量)无显著影响；②抑制CreA基因的表达可显著提高黑曲霉的淀粉酶活力 (5)①省去高温糊化、液化步骤，节约能源，简化工艺流程，降低生产成本；②酶促反应条件温和，副产物少，产物纯度更高 【解析】(1)微生物的分离纯化需要获得单菌落，只有固体培养基上才能形成单菌落，因此选用固体培养基。 (2)核酸折叠形成双链遵循碱基互补配对原则；PCR扩增时，引物与模板3'端互补，引物延伸的方向是5'端→3'端，额外的限制酶识别序列需要添加在引物的5′端；根据图1载体的酶切位点顺序：启动子-KpnⅠ-A-SpeⅠ-B-NcoⅠ-C-SacⅠ-终止子可知，A位点两侧是KpnⅠ和SpeⅠ，C位点两侧是Nco Ⅰ和Sac Ⅰ，结合题意可知，该过程需要使含片段A和C的转录产物自身折叠形成双链，图1可知，PCR扩增CreA基因D片段时，分别在5'端添加了A片段和C片段对应的限制酶，要使A片段和C片段插入的D片段转录产物互补，则需要将C位点插入的D片段与A位点插入的D片段反向，结合图中载体上的限制酶对应关系可知，限制酶①应为Sac Ⅰ。 (3)基因表达载体的结构包括启动子、终止子、目的基因，还需具有标记基因，标记基因的作用是筛选成功转入载体的受体细胞；在微生物学中，将允许特定种类的微生物生长，同时抑制或阻止其他种类微生物生长的培养基是选择培养基，可利用选择培养基筛选出转基因菌株。 (4)分析图2曲线，G(原菌株)和G1(抑制CreA表达的菌株)的生物量曲线几乎重合，说明CreA表达抑制对黑曲霉生长无显著影响；G1的淀粉酶活力远高于G，说明抑制CreA表达可以显著提高淀粉酶活力。 (5)传统工艺需要高温处理淀粉，而淀粉酶R可直接降解生淀粉，因此优势为：①省去高温糊化、液化步骤，节约能源，简化工艺流程，降低生产成本；②酶促反应条件温和。副产物少，产物纯度更高 11.【答案】(1)启动子；复制原点 (2)PstⅠ、XhoⅠ (3)DNA聚合酶、DNA连接酶；不需要；同聚物尾配对后存在可直接延伸的3'端，DNA聚合酶可直接从该末端延伸合成互补链，无需引物起始 (4)抗原-抗体杂交 【解析】(1)启动子是RNA聚合酶识别和结合的部位，能够启动下游目的基因的转录过程，是目的基因表达的必需元件。复制原点位于载体，可以保证载体在受体细胞中能自我复制。 (2)要保证重组载体中基因W可以被完整切下，需要选择两种限制酶，使得它们的识别序列在加尾后仍能被保留。由图可知，基因W和载体上都有Sal Ⅰ的识别序列和切割位点，如果选用它会破坏W基因的结构，使W基因失活，因此不能选用。若选用PstⅠ和KpnⅠ，酶切后产生的黏性末端为3´端突出，若要重新从重组载体上切下，PstⅠ切割载体后要加同聚物G尾，KpnⅠ切割载体后要加同聚物C尾，这样在重组载体中才能出现它们完整的识别序列而再次进行切割。若选用XhoⅠ，酶切后产生的黏性末端为5´端突出，可以先用DNA聚合酶补平，若要在重组载体中出现其完整的识别序列而再次进行切割，则要加同聚物G尾。载体在加尾时，只能加入一种脱氧核苷酸，否则会随机连接，这样载体两端只能加G尾。同理，目的基因的两端只能加互补的C尾。为了将质粒和基因W连接到一起，同聚物加尾间要能发生碱基互补配对，故应选择PstⅠ、 XhoⅠ。 (3)由于用XhoⅠ进行切割会产生黏性末端为5´端突出，形成单链区，需要用DNA聚合酶进行补平，此外，W基因和载体形成重组载体时，中间有缺口，补全缺口后二者才能连接起来形成完整的重组载体，因此构建完整重组载体需要的2种酶：DNA聚合酶(补全单链区)和DNA连接酶(连接缺口)。该过程不需要添加引物，原因是：同聚物尾配对后存在可直接延伸的3'端，DNA聚合酶可直接从该末端延伸合成互补链，无需引物起始。 (4)检测基因W是否表达出相应蛋白，由于基因表达的产物是蛋白质，分子水平检测蛋白质方法是抗原-抗体杂交。 12.【答案】(1)杂合子基因型为SD1sd1，其中SD1可编码产生有功能的赤霉素20-氧化酶，合成赤霉素，表现为高秆，因此高秆对半矮秆为显性 (2)低氮肥高产；半矮秆稻；千粒稻其余染色质(DNA) (3)qINCA2没有使染色质成环的能力，无法将RCN2基因锁定，RCN2基因可以正常转录、翻译(正常表达)，合成RCN2蛋白，因此水稻在低氮肥条件下表现高产 (4)INCA2基因；杂合子；自交 【解析】(1)显性性状的定义是：杂合子所表现出的性状为显性性状。结合题干信息，只要携带SD1基因就能合成有功能的酶，产生赤霉素，表现高秆，因此高秆对半矮秆为显性。 (2)该过程是通过回交逐步定位目的基因：首先需要筛选获得符合要求的低氮肥高产性状的半矮秆子代，之后与亲本半矮秆稻回交，重复操作后，可淘汰千粒稻中除目的基因所在片段外的其余染色质/DNA，仅保留带目的基因的小段千粒稻染色质，缩小筛选范围。 (3)从题图可知：半矮秆稻的INCA2使染色质成环，抑制RCN2表达，导致低氮肥低产；而千粒稻的qINCA2不能成环，RCN2可正常表达，因此实现低氮肥高产。 (4)待改造的半矮秆稻含INCA2，因此需要编辑其INCA2基因，使其突变为qINCA2类型；水稻是二倍体，一次编辑通常仅改变一对同源染色体中的一个INCA2基因，因此第一代编辑水稻一般为杂合子；杂合子自交后会发生性状分离，可从后代中筛选得到纯合的低氮肥高产目标植株。 13.【答案】(1)复制原点；终止子；终止目的基因的转录 (2)XhoⅠ；NcoⅠ (3)b；重组表达载体总长度为5129bp，双酶切后得到3617bp的载体片段和1512bp的目的基因片段；DNA分子越小电泳迁移速率越快，目的基因更小，迁移更远，因此条带b对应目的基因 (4)工程菌适应环境后进入快速增殖阶段，菌体数量大量增加，合成的4αGT总量升高 【解析】(1)载体要保证目的基因正常复制，必须含有复制原点(DNA复制的起始位点)。基因表达过程中，启动子启动转录，终止子终止转录，重组克隆载体仅用于保存目的基因，不需要目的基因表达，因此重组表达载体比克隆载体多了启动子和终止子。 (2)结合目的基因两端黏性末端和限制酶切割序列分析：目的基因一端黏性末端为5’-TCGAG，与XhoⅠ切割产生的黏性末端匹配，因此限制酶1为XhoⅠ；另一端黏性末端为5’-CATGG，与NcoⅠ切割产生的黏性末端匹配，因此限制酶2为NcoⅠ。 (3)根据题意，DNA分子大小和迁移速率成反比，分子越小，迁移速率越快，距离点样孔越远。重组表达载体总长度为5129bp，双酶切后得到3617bp的载体片段和1512bp的目的基因片段；目的基因长度小于载体长度，因此迁移更远，更靠下的条带b对应目的基因。 (4)工程菌液体培养过程中，阶段1为调整期，菌体适应环境，增殖缓慢；阶段2菌体完成适应后进入对数快速增殖期，菌体数量大量增加，因此4αGT含量迅速升高。 14.【答案】(1)简并性；③ (2)诱导；RNA聚合；引导S-J*融合蛋白分泌到棉花细胞外，避免在细胞核内积累导致棉花不育 (3)EcoR I和Kpn I；EcoR I和SaI I；从EcoR I位点插入才能保证翻译正常进行，其余位点均会抑制翻译(即发生移码突变) (4)增加培养液中的溶解氧，振荡使大肠杆菌与营养物质充分接触；农杆菌转化法；抑制 【解析】(1)由于密码子具有简并性，即一种氨基酸可能由多种密码子编码，所以可设计与内源J基因序列不同但编码氨基酸序列相同的外源J基因(J*)，这样能避免转入的外源J基因与棉花内源J基因序列相同而抑制J基因表达的问题。要确定获得的J*基因是否与设计相符，需要对其进行测序并序列比对，所以选③。 (2)因为构建的是仅在棉铃虫啃食后才表达J蛋白的抗虫棉，所以在该载体中，启动子P属于诱导型启动子。启动子是RNA聚合酶识别和结合的位点，棉铃虫啃食后，棉花细胞中的RNA聚合酶与启动子P结合，启动融合基因S-J*表达。之后检测到J*蛋白在细胞外积累，说明S-J*融合蛋白中信号肽S的作用是引导S-J*融合蛋白分泌到棉花细胞外，避免在细胞核内积累导致棉花不育。 (3)已合成的J*基因两端仅含有对应的限制酶识别序列，无额外碱基序列。为使J*基因插入载体并正确表达S-J*融合蛋白，需要用两种限制酶对载体进行酶切，且这两种限制酶切割后产生的黏性末端不同，这样可以避免自身环化和反向连接，可选择的限制酶组合是EcoR I和Kpn I或EcoR I和SaI I两种组合，原因是根据图中信号肽序列的核苷酸数量，从EcoR I位点插入才能保证翻译正常进行，其余位点均会抑制翻译(即发生移码突变)。 (4)为获得足够的重组质粒，对转化成功的大肠杆菌振荡培养，振荡培养的原因是增加培养液中的溶解氧，振荡使大肠杆菌与营养物质充分接触。将融合基因导入棉花茎尖细胞，可利用农杆菌转化法。棉铃虫在啃食抗虫棉后，J*蛋白会进入肠道细胞核中，抑制组蛋白去乙酰化酶的活性，使组蛋白乙酰化水平升高，诱导肠细胞凋亡，棉铃虫死亡。 15.【答案】(1)延伸 (2)防止目的基因自身环化、防止质粒自身环化、防止目的基因与质粒反向连接 (3)防止工程菌(或重组质粒)扩散到环境中，造成基因污染 (4)庆大霉素；pEX质粒上含有庆大霉素抗性基因，导入pEX质粒的UW4-1菌株能在含庆大霉素的培养基上生长；蔗糖；②；电泳检测 【解析】(1)PCR技术是一项根据DNA半保留复制的原理，在体外提供参与DNA复制的各种组分与反应条件，对目的基因的核苷酸序列进行大量复制的技术。PCR每次循环一般可以分为变性、复性和延伸三步。 (2)构建基因表达载体时，用两种限制酶切割，能使目的基因两端、质粒两端产生不同的黏性末端，这样可以防止目的基因自身环化，防止质粒自身环化，还能防止目的基因与质粒反向连接。 (3)在基因工程中，对转基因生物的安全性要进行严格控制，在UW4-2菌株构建中使用质粒不复制策略，此类设计的主要目的是防止工程菌(或重组质粒)扩散到环境中，造成基因污染。 (4)据图a可知，质粒上含有庆大霉素抗性基因，所以第一次在培养基中添加庆大霉素，由于pEX质粒上含有庆大霉素抗性基因，导入pEX质粒的UW4-1菌株能在含庆大霉素的培养基上生长，即可筛选出UW4-1菌株；第二次筛选要利用DNA同源区段可发生交换的原理，应在培养基中添加蔗糖，原因是pEX质粒上带有蔗糖致死基因，未发生第二次同源交换的菌株仍保留该基因，在含蔗糖的培养基中会被杀死，发生第二次同源交换的菌株会丢失蔗糖致死基因，能在含蔗糖的培养基上存活；筛选后，培养基中仍同时存在两种菌株，第一种菌株是UW4-2，另一种菌株的拟核DNA结构是②，图示中给出的同源重组类型是切后端然后重组，另外一种类型应该是切前端重组；可以通过设计特异性引物进行PCR扩增相应序列并电泳检测来鉴定。 16.【答案】(1)pH；不会；胰蛋白酶处理时间过长会过度分解细胞表面蛋白质，损伤细胞 (2)①④或③④；将不含P基因的空质粒导入乳腺癌细胞 (3)抑制；促进 【解析】(1)动物细胞培养中，CO₂的作用是维持培养液正常的pH，若CO₂不足会导致培养液pH异常；乳腺癌细胞是癌细胞，细胞膜上糖蛋白减少，失去了接触抑制特性，因此培养时不会出现接触抑制；胰蛋白酶处理贴壁细胞分散细胞时，处理时间过长会过度分解细胞蛋白、损伤细胞，因此需要控制处理时间。 (2)构建重组质粒时，需要保证目的基因插入方向正确：质粒启动子在插入位点左侧，转录方向从左到右，而P基因自身转录方向向左，因此需要将P基因的右端(转录起点侧)连接靠近启动子的Bgl II位点，左端连接靠近终止子的Hind III位点，但因质粒的复制原点有Hind III的酶切位点，在启动子和复制原点之间还有BamH I的酶切位点，故只能选择Bgl II作为靠近启动子的酶切位点、Spe I作为靠近终止子的酶切位点。根据碱基互补配对，Bgl II识别序列为AGATCT，P基因右端序列匹配引物③(5'-AGATCTAGGCAT-3')；Spe I识别序列为ACTAGT，P基因左端序列匹配引物④(5'-ACTAGTCCGTGT-3')，因此选引物③④。BglⅡ和BamHⅠ酶切产生的黏性末端相同，扩增P基因时，也可以在上游引物的5'端添加BamHⅠ识别序列，选择引物①和④。 本实验探究P基因的作用，实验组导入含P基因的重组质粒，对照组需要排除质粒本身的影响，因此对照组为转入不含P基因的空质粒的乳腺癌细胞，其余条件与实验组一致。 (3)启动子甲基化会阻碍RNA聚合酶与启动子结合，因此P蛋白诱导S基因启动子甲基化，会抑制S基因的转录；S基因的作用是抑制DNA损伤修复、抑制肿瘤增殖，S基因表达被抑制后，DNA损伤修复可以正常进行，因此会促进肿瘤耐药。 17.【答案】(1)感受态细胞/可导入外源DNA分子的农杆菌；EcoR Ⅰ和Hind Ⅲ (2)超净工作台/无菌实验室/灭菌的操作台；(平板)划线法/稀释涂布平板法；单菌落；腐草霉素 (3)提高发酵液中甘油的含量；缩短发酵时间；T-DNA的插入导致重组菌株发生了变异 【解析】(1)用CaCl₂溶液处理农杆菌，目的是制备感受态细胞(可导入外源DNA分子的农杆菌)。感受态细胞是指处于能吸收周围环境中DNA分子状态的细胞，这种处理会使农杆菌细胞膜通透性增加，便于外源表达载体的导入。 从图1可知，质粒上有两个Hind Ⅲ酶切位点和两个EcoR Ⅰ酶切位点。 用这两种酶同时酶切，会将质粒切成4个大小不同的片段，电泳后就会出现4条 DNA 条带，以此证明农杆菌成功导入了重组质粒。 (2)为了营造一个无菌环境，避免杂菌污染实验材料，微生物接种应在超净工作台(或无菌实验室或灭菌的操作台)的酒精灯火焰旁进行。平板划线法和稀释涂布平板法是常用的微生物接种方法，这两种方法都可以将菌种分散，最终获得单菌落。单菌落是由单个细胞繁殖而来的，能保证后续培养的菌株遗传背景一致。质粒的 T-DNA区域带有腐草霉素抗性基因(Zeoᴿ)。当农杆菌将T-DNA 整合到假丝酵母基因组后，只有成功导入该基因的重组酵母才能在含有腐草霉素的选择培养基上存活，从而筛选出重组菌株。 (3)从图2的曲线对比可以看出：重组菌株的发酵液中甘油峰值明显高于野生型菌株；重组菌株的甘油含量上升速度更快，能在更短时间内达到产量高峰。若重组菌株甘油含量显著低于野生型，除了基因突变外，还可能是T-DNA 插入导致重组菌株发生了变异，破坏了假丝酵母自身甘油合成关键基因的功能。 18.【答案】(1)逆转录酶、DNA聚合酶 (2)PCR (3)减数分裂Ⅱ中期 (4)电融合法；激活 (5)取母牛的乳汁，进行抗原-抗体杂交实验 【解析】(1)步骤①是以mRNA为模板合成互补DNA的逆转录过程，需要逆转录酶；步骤②是通过PCR技术扩增目的基因，需要用到耐高温的DNA聚合酶。 (2)检测细胞染色体DNA上是否插入目的基因，属于分子水平的核酸检测，可通过特异性PCR技术扩增出目的基因片段来验证插入是否成功，也可以用DNA分子杂交技术。 (3)动物体细胞核移植的去核操作，需要选用发育到减数分裂Ⅱ中期的卵母细胞，该时期的卵母细胞细胞质具备促进细胞核全能性表达的条件。 (4)动物细胞融合的常用方法有电融合法、聚乙二醇(PEG)融合法、灭活病毒诱导法；重构胚需要通过激活处理(如电刺激、化学刺激)，才能启动细胞分裂，完成后续的发育进程。 (5)检测目的基因是否成功表达出蛋白质，采用抗原-抗体特异性结合的原理，可取母牛的乳汁，进行抗原-抗体杂交实验，即可鉴定乳腺是否分泌了蛋白B。 19.【答案】(1)升高；突变体ubl中UbL基因功能缺失，不能催化磷转运蛋白T降解，磷转运蛋白T含量高，促进玉米对磷的吸收 (2)负；将生理状态相同的野生型玉米均分为三组，第一组导入蛋白J基因使其过表达(增加蛋白J含量)，第二组敲除蛋白J基因(减少蛋白J含量)，第三组不做处理(作为对照)，将三组玉米置于4℃低温环境中培养，一段时间后统计并比较三组玉米的存活率 (3)一个基因可以影响多个性状 (4)扩大玉米的种植区域，可在气温偏低的北方或高海拔地区种植玉米；降低低温冻害造成的玉米减产，提高玉米在低温地区的产量 【解析】(1)由图D可知，与野生型玉米相比，低温条件下突变体玉米植株中磷的含量升高，因为UbL通过泛素化修饰靶蛋白促使其降解，UbL的靶蛋白包括磷转运蛋白T，突变体ubl中UbL基因功能缺失，不能催化磷转运蛋白T降解，磷转运蛋白T含量高，促进玉米对磷的吸收，所以低温条件下突变体玉米植株中磷的含量升高。 (2)UbL通过泛素化修饰靶蛋白促使其降解，ubl中UbL基因功能缺失，蛋白J不能被降解，含量高，4℃低温处理下，与野生型玉米相比，突变体ubl玉米植株相对存活率低，所以推测蛋白J含量与玉米耐寒性之间呈负相关性，为了验证上述推论，实验思路为将生理状态相同的野生型玉米均分为三组，第一组导入蛋白J基因使其过表达(增加蛋白J含量)，第二组敲除蛋白J基因(减少蛋白J含量)，第三组不做处理(作为对照)，将三组玉米置于4℃低温环境中培养，一段时间后统计并比较三组玉米的存活率。若玉米植株存活率表现为过表达蛋白J组存活率＜对照组存活率＜敲除蛋白J组存活率，则证明蛋白J含量与玉米耐寒性呈负相关性。 (3)UbL是一种泛素连接酶，其作为枢纽蛋白，靶蛋白包括低温信号通路关键蛋白J和磷转运蛋白T，一个基因(UbL基因)影响两种性状(耐寒性、磷的吸收)，体现了基因与性状之间可以是“一个基因可以影响多个性状”的关系。 (4)培育耐低温玉米，对农业种植的积极意义是在低温环境下仍能正常生长，扩大玉米的种植区域，可在气温偏低的北方或高海拔地区种植玉米；降低低温冻害造成的玉米减产，提高玉米在低温地区的产量。 20.【答案】(1)抗体；使其在星形胶质细胞中特异性表达；KpnⅠ和BamHⅠ (2)C (3)携带空载体(或不携带CAR基因或仅携带GFP基因)的等量病毒；在星形胶质细胞中特异性表达CAR基因(CAR-A疗法)能够有效清除阿尔茨海默病模型小鼠大脑中的Aβ聚集体，并显著减轻相关的神经元损伤。 【解析】(1)实验目的是形成CAR-A细胞(嵌合抗原受体基因)，并鉴定这种细胞特异性识别、吞噬和降解Aβ聚集体的能力，所以表达产物需要与Aβ聚集体特异性结合，所以胞外识别区应选用Aβ聚集体的抗体特定片段编码序列。 要使其在星形胶质细胞中特异性表达，所以需要选择特异性启动子。 为使该CAR基因正确插入病毒载体，并能通过绿色荧光蛋白(GFP)示踪其成功导入星形胶质细胞，需要将CAR基因编码序列和特异性启动子导入病毒载体中，分析目的基因和载体，可以选择KpnⅠ和BamHⅠ切割目的基因和病毒载体，可以保证目的基因插入病毒载体中，依次形成特异性启动子、CAR表达载体、GFP基因和终止子的表达载体。 (2)要证明细胞具有“吞噬”和“降解”Aβ聚集体的能力，必须检测Aβ是否进入了细胞内部以及其含量的变化。在0 h(更换培养基前)和24 h(更换培养基继续培养后)分别检测细胞内的Aβ聚集体含量，如果24 h时细胞内Aβ含量显著低于0 h，则能确凿地证明CAR-A细胞不仅吞噬了Aβ，还在细胞内将其降解了，C正确，ABD错误。 (3)为检测效果，实验组6月龄阿尔茨海默病模型小鼠注射携带CAR基因的病毒，对照组选择6月龄阿尔茨海默病模型小鼠注射携带空载体(或不携带CAR基因或仅携带GFP基因)的等量病毒，由于3个月后，大脑Aβ聚集体减少，且神经元损伤标志蛋白的相对表达量下降，说明了在星形胶质细胞中特异性表达CAR基因(CAR-A疗法)能够有效清除阿尔茨海默病模型小鼠大脑中的Aβ聚集体，并显著减轻相关的神经元损伤。 21.【答案】(1)基因重组；反密码子 (2)诱导型启动子；使MM-CP仅在吸血后的雌蚊中表达，雄蚊和未吸血雌蚊不表达该基因，不会影响转基因按蚊的存活；即使吸血后雌蚊存活率降低，也可在死亡前完成繁殖，保证MM-CP基因能够传递给子代；从预期改造后抗菌肽的功能(仅抑制疟原虫发育，降低对按蚊存活的影响)出发，设计抗菌肽的空间结构，推测对应的氨基酸序列，进而改造MM-CP的基因序列，获得符合要求的抗菌肽 (3)以携带MM-CP的染色体为模板完成同源修复 (4)基因驱动会快速改变按蚊种群的基因频率，进而影响种群数量和种间关系，破坏生态平衡；也会对疟原虫起到定向选择作用，使疟原虫进化出抗性，引发新的风险 【解析】(1)构建转基因按蚊属于基因工程，属于基因重组；翻译过程中，tRNA上的反密码子和mRNA上的密码子配对。 (2)抗菌肽基因仅在雌蚊吸血后高表达，可有效抑制按蚊肠道内疟原虫的发育，所以推测转基因按蚊中调控MM-CP表达的启动子类型为诱导型启动子。该启动子使MM-CP仅在吸血后的雌蚊中表达，雄蚊和未吸血雌蚊不表达该基因，不会影响转基因按蚊的存活；即使吸血后雌蚊存活率降低，也可在死亡前完成繁殖，保证MM-CP基因能够传递给子代。 蛋白质工程是指以蛋白质分子的结构规律及其生物功能的关系作为基础，通过基因修饰或基因合成，对现有蛋白质进行改造，或制造一种新的蛋白质，以满足人类的生产和生活的需求，所以设计思路：从预期改造后抗菌肽的功能(仅抑制疟原虫发育，降低对按蚊存活的影响)出发，设计抗菌肽的空间结构，推测对应的氨基酸序列，进而改造MM-CP的基因序列，获得符合要求的抗菌肽。 (3)结合图示可知，Cas9切割野生型染色体后，会以携带MM-CP的染色体为模板完成同源修复，让原本的野生型染色体也变成携带MM-CP的染色体，最终体细胞两条同源染色体均带MM-CP，减数分裂产生的配子几乎都携带该基因，因此后代携带MM-CP的比例显著升高。 (4)从生物进化角度，基因驱动会快速改变按蚊种群的基因频率，进而影响种群数量和种间关系，破坏生态平衡；也会对疟原虫起到定向选择作用，使疟原虫进化出抗性，引发新的风险。 22.【答案】(1)DNA序列；COXⅣ位于线粒体内膜，它的肽链序列X能引导GFP 定位到线粒体，从而通过GFP来观察线粒体的形态变化 根据蛋白质工程原理，一般不会直接拼接肽链，而是将两段肽链对应的DNA序列拼接在一起完成 “嫁接”(蛋白质工程是通过改造基因来改造蛋白质)。COXⅣ 的一段肽链序列X决定了 COXⅣ 在细胞内的分布，研究者选择将X与GFP拼接，理由COXⅣ位于线粒体内膜，它的肽链序列X能引导GFP 定位到线粒体，从而通过GFP的荧光来观察线粒体的形态变化(利用X的定位功能，使GFP标记线粒体)。 (2)B；B位于启动子下游与终止子上游，目的基因插入B点才可能转录 拼接好的序列应插入农杆菌 Ti - DNA 的B处。B位于启动子下游与终止子上游，目的基因插入B点才可能转录。 (3)外植体；染色体DNA；生长素和细胞分裂素 选择番茄幼嫩子叶进行离体培养，这些培养的器官、组织或细胞被称为外植体(外植体是植物组织培养中用于培养的离体器官、组织或细胞)。农杆菌侵染后有一定几率将目的基因整合到番茄细胞的染色体DNA中(农杆菌的 T - DNA 会整合到植物细胞的染色体 DNA 上)。番茄组织培养过程中，诱导期需在培养基中添加的植物激素是生长素和细胞分裂素(植物组织培养中，生长素和细胞分裂素的比例会影响细胞的脱分化和再分化过程，芽诱导期需要这两种激素来启动细胞的分裂和分化)。 23.【答案】(1)碱基对替换；终止密码子提前 由图1可知，E1基因与E基因相比，由于碱基对替换，导致编码的蛋白质中1个氨基酸发生改变。由图1可知，E2基因与E基因相比，编码区增加了插入序列，结果编码的蛋白质中氨基酸数目减少，说明翻译提前终止，故反推出编码区增加了插入序列，导致mRNA上终止密码子提前。 (2)隐性；E2E2；2/两/二；1/3；1/4 由题意可知，甲×乙的F2中雄性可育285株、雄性不育94株，即F2中雄性可育：雄性不育=285：94≈3：1，可知雄性不育为隐性性状，雄性可育为显性性状。甲基因型为EE，故图2中b片段对应E基因，E2基因长度大于E1，故a片段为E2，E1内部存在限制酶SnaBⅠ的识别序列，可被切割为c和d，据此可知乙的基因型为E2E2，丙的基因型为E1E1。甲×丙产生的F1的基因型为EE1，故其可产生2种类型的雌配子，分别是E、E1，F1自交，F2中的基因型及比例为EE：EE1：E1E1=1：2：1，其中EE、EE1雄性可育，因此F2可育植株中纯合子占1/3。由图2可知戊的基因型为E1E2，甲×戊的F1的基因型及比例为EE1：EE2=1：1，F1均可育，随机交配，基因频率不变，因此F2中E1的基因频率与F1中的相同，为1/2×1/2=1/4。 (3)由图2可知戊的基因型为E1E2，雄性不育，可作母本，产生两种类型的雌配子，分别是E1：E2=1：1；丁基因型为EE1，雄性可育，可作父本，产生两种类型雄配子，分别是E：E1=1：1，雌雄配子随机结合，F1的基因型为EE1：EE2：E1E1：E1E2=1：1：1：1，其中EE1和EE2为雄性可育，E1E1和E2E2为雄性不可育，因此丁×戊获得F1的遗传图解为： (4)测交，自交，核酸分子杂交，基因测序 鉴定基因有无常用的方法有PCR技术、核酸分子杂交、基因测序等，同时也可采用自交和杂交的方法进行鉴定，如含不育基因的杂合子EE1或EE2，测交后代雄性可育：雄性不育=1：1；自交后代雄性可育：雄性不育=3：1。 (5)C PCR反应中的引物能使DNA聚合酶能够从引物的3'端开始连接脱氧核苷酸，故TaqDNA聚合酶是沿着模板链的3'端向5'端聚合核苷酸，A正确。DNA分子具有可解离的基团，在一定的pH下，这些基团可以带上正电荷或负电荷。在电场的作用下，这些带电分子会向着与它所带电荷相反的电极移动，因此若图2中胶板的上端是电泳时的负极，电泳时DNA片段由负极向正极泳动，B正确。若用32P标记引物P1，每个DNA分子经4轮PCR循环后，可得到24=16个DNA分子，共16×2=32个DNA单链，其中两个模板链不带32P，只有引物P1含有标记，因此应该只有30÷2=15个DNA单链含有32P，C错误。若用32P标记引物P1，每个DNA分子经3轮PCR循环后，可获得2个含32P标记且长度为b的DNA分子和另外4个长度为b的DNA单链，故经4轮PCR循环后，可获得8个含32P标记且长度为b的DNA分子，D正确。 24.【答案】(1)红：白=3：1；全红 分析题意可知，该性状的遗传方式为母性影响(子代表型由母本的核基因控制)，分析表格数据，组合1ka(红，设基因型为AA)×Dr(白，设基因型是aa)，F₁基因型为Aa(由母本ka控制，籽粒全红)，但F₂籽粒表型由F₁母本(Aa)决定，故全红，F₂植株基因型为1 AA ：2 Aa ：1 aa，但F₃籽粒表型由F₂母本决定：AA和Aa母本→籽粒红色(3/4)，aa母本→籽粒白色(1/4)，故最终表现为红 ： 白=3 ：1；组合2Dr(aa)×ka(AA)，F₁基因型：Aa(由母本Dr控制，籽粒全白，因母本为aa)，F₁植株基因型为Aa，但F₂籽粒表型由F₁母本(Aa)决定，故全红。 (2)AAbb；Aabb ka和Pu杂交，后代连续自交获得F3的表型比例为9红：3棕：4白，是9：3：3：1的变式，表明ka中籽粒颜色由两对基因控制，相关基因型是A/a、B/b，亲代ka(红)基因型是AABB，Dr(白)应为AAbb或aaBB，ka(AABB)和Pu(aabb)杂交，子一代基因型是AaBb，则F2个体中应为A-B-∶A-bb∶aaB-∶aabb=9∶3∶3∶1，且白色是隐性上位性状(此时纯合)对应基因型aa_，A和B同时存在时籽粒红色，A存在B不存在时为棕色，可推测Ka(红色)、Dr(白色)和Pu(白色)基因型分别为AABB、aaBB和 aabb，据此可知结出棕色籽粒的F2植株基因型为AAbb或Aabb。 (3)增添/插入；红；棕 结合(2)可知，亲代ka(红)基因型是AABB，Dr(白)为aaBB，Pu(aabb)杂交，已知引物对1和引物对2分别可扩增A/a、B/b全部序列，分析电泳图，①为ka，②为Dr，其中ka(①)引物对1长度为1320bp，而②Dr引物对1是1920bp，说明a基因由A基因发生增添/插入所致；③的基因型由电泳图分析为Aa_，显然不是Pu，④才是Pu，其基因型为 aabb，表明B/b基因长度一致，无法用电泳检测，则么③的基因型可能为 AaB_或Aabb，它所结出籽粒的颜色由这两种基因型决定，为红色或棕色。 (4)3/三 根据ka和Pu的基因型，条带I和II对应的基因分别为B和b，B基因对应的DNA序列不能被切割，b基因对应的DNA序列可 被切割为4个片段，表明B突变到b过程中出现了3个新的酶切位点，产 生一个新酶切位点至少要1个碱基发生突变，所以B基因突变为b基因的过程中至少有3个碱基发生了突变。 25.【答案】(1)农杆菌转化法；Ti质粒上的T-DNA；潮霉素 将重组Ti质粒转入植物细胞常用农杆菌转化法。因为农杆菌中的Ti质粒上的T - DNA(可转移DNA)能够整合到植物细胞的染色体DNA上。利用农杆菌侵染植物细胞，从而将重组Ti质粒导入植物细胞。为了筛选出转化成功的细胞，由于重组Ti质粒上含有潮霉素抗性基因(HygR)，所以需要在植物组织培养的培养基中添加潮霉素，只有成功导入重组Ti质粒的细胞才能在含有潮霉素的培养基上存活。 (2)外植体；次氯酸钠；生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素 在植物组织培养中，离体的植物器官、组织或细胞被称为外植体，所以实验中用到的水稻幼胚被称为外植体。对水稻幼胚消毒时需依次使用酒精、次氯酸钠处理。在植物组织培养诱导形成再生植株的过程中，生长素和细胞分裂素是启动细胞分裂、脱分化和再分化的关键激素。不同浓度的生长素和细胞分裂素的配比可以调控细胞的分裂和分化方向，从而诱导形成根和芽等不同的器官，最终形成再生植株。 (3)PCR-测序；病斑的大小(或病斑面积、发病情况等合理答案) 为了检测基因编辑水稻是否成功，首先需采用PCR-测序技术检测目标基因的启动子区是否编辑成功。通过PCR扩增目标基因的启动子区片段，然后进行测序，与编辑前的序列进行对比，看是否发生了预期的改变。在个体水平需将基因编辑后的水稻与野生型水稻分别接种白叶枯病菌，通过比较病斑的大小(或病斑面积、发病情况等)来验证抗病性。如果基因编辑后的水稻病斑明显小于野生型水稻，说明其抗病性增强。 (4)对感病基因SWEET的启动子区进行定点修改后，白叶枯病菌无法利用该基因侵染水稻 在该研究中，基因编辑成功后的水稻可以抗白叶枯病的原因为：对感病基因SWEET的启动子区进行定点修改后，白叶枯病菌无法利用该基因侵染水稻，从而使水稻获得了抗病性。 26.【答案】(1)F2、F4 ；保证载体能在链霉菌细胞中能正常复制 引物需要结合到模板的3'端，且与目的基因的部分碱基序列互补配对，子链延伸方向为5'端→3'端，因此用PCR技术从杆菌M2基因组中扩增lrcA-lrcF目的基因时，应选用F2、F4引物。载体使用链霉菌的复制原点，是为了保证载体能在链霉菌细胞中复制，也使目的基因能够在链霉菌中稳定存在并遗传给后代。 (2)2；验证重组质粒是否构建成功 采用 EcoRI 和 BamHI 完全酶切构建的重组质粒，会得到载体片段和目的基因片段，共 2 条电泳条带。电泳检测酶切产物的目的是检测重组质粒是否构建成功，若能得到预期的载体片段和目的基因片段大小的条带，说明酶切成功，重组质粒构建可能成功，但是还需要进一步的鉴定。 (3)苯丙氨酸或phe；翻译受阻 观察拉索西丁的作用机制图，结合所给密码子信息，可知拉索西丁与核糖体结合后，会阻止携带苯丙氨酸的 tRNA 进入结合位点。因为位点 2 对应的密码子是 UUC，编码苯丙氨酸。拉索西丁阻止携带苯丙氨酸的 tRNA 进入结合位点，会导致翻译过程无法正常进行，进而使细菌无法合成蛋白质，最终引起细菌死亡。 (4)目的基因发生突变或变异；发酵条件优化 重组链霉菌在实验室多次培养后，提取的目的基因产物杀菌活性丧失，可能的原因是目的基因发生突变或变异，导致其表达的产物结构改变，从而失去杀菌活性；也可能是目的基因的表达受到抑制等。若运用发酵工程来生产拉索西丁工程药物，除产物活性外还需进一步研究的问题有：优化发酵条件，如温度、pH、溶氧量等；如何提高发酵产物的产量；产物的分离和纯化方法等。 27.【答案】(1)目的基因、终止子、复制原点 要使基因ccdB在IR3C中稳定遗传、表达并发挥作用，基因工程中构建的基因表达载体，除启动子外、还要有目的基因、终止子、复制原点等。 (2)稀释涂布平板法；能抑制细菌增殖；15h；在15h时，IR3C数量下降，而MSC数量上升 统计活菌数目常用稀释涂布平板法，从图2看出，随着时间推移，种群数量不断增加，在15h时，IR3C数量下降，而MSC数量上升，所以推测转入的基因ccdB编码的蛋白质诱导能抑制细菌增殖或诱导细菌凋亡，发挥作用的时间大约在15h。 (3)高于；IR3C转入了ccdB基因，阻止细胞增殖，减少氧化葡糖杆菌竞争性消耗山梨糖，从而更多山梨糖被用于合成维生素C 从图丙看出，IR3C三菌混菌发酵产生的2-酮-L-古龙酸含量比MSC三菌混菌发酵产量高，因此可以推测，IR3C三菌混菌发酵维生素C产量更高，可能的原因是IR3C转入了ccdB基因，诱导细菌死亡，减少氧化葡糖杆菌竞争性消耗山梨糖，从而更多山梨糖被用于合成维生素C。 28.【答案】(1)终止子、复制原点；P1和P3；782；缺失分泌到细胞外的信号，重组菌没有将蛋白A释放到细胞外；基因A未表达；基因A丢失 重组质粒的必备元件包括目的基因、限制酶切割位点、标记基因、启动子和终止子，复制原点等，终止子能终止转录过程。要确定基因A已连接到质粒中且插入方向正确，应选用引物P1和 P3。因为P1与基因A下游的非编码区互补配对，P3 与基因A上游且靠近启动子的区域互补配对，这样扩增的片段大小为200+582=782bp。 将 DNA 测序正确的重组质粒转入大肠杆菌构建重组菌，培养后上清液中无蛋白 A，可能的原因有：缺失分泌到细胞外的信号，重组菌没有将蛋白A释放到细胞外；基因A未表达；基因A丢失。 (2)聚乙二醇(PEG)融合法(或灭活病毒诱导法、电融合法)；抗体检测 ①诱导动物细胞融合的常用方法有聚乙二醇(PEG)融合法、灭活病毒诱导法、电融合法等，这里答出其中一种即可，比如聚乙二醇(PEG)融合法。②选择培养时，对杂交瘤细胞进行克隆化培养和抗体检测，多次筛选获得足够数量的能分泌所需抗体的细胞。 29.【答案】(1)荧光 在基因工程中，筛选重组菌株时，常用的检测方法除了PCR，根据质粒中存在红色荧光蛋白基因，可利用荧光检测，筛选获得重组菌株W1。 (2)稀释涂布平板法、显微镜直接计数法；排除培养基本身荧光对实验结果的干扰；PGro在生长稳定期停止基因转录，且带有SsrA短肽的mKate2被降解 检测培养液中细胞密度常用的方法有稀释涂布平板法(通过统计平板上的菌落数来估算细胞数量，进而得到细胞密度)、显微镜直接计数法(利用血细胞计数板在显微镜下直接对细胞进行计数)。接种前检测液体培养基的荧光强度，是为了排除培养基本身荧光对实验结果的干扰，作为空白对照。进入生长稳定期后，由于PGro在生长稳定期停止基因转录，所以不再合成带有SsrA短肽的mKate2，同时C-末端带有SsrA短肽的蛋白质可被大肠杆菌内源蛋白酶系统特异性识别并以一定速率降解，导致荧光强度快速下降。 (3)快速生长期无荧光，生长稳定期荧光强度先上升后保持稳定 在重组菌株W2中，启动子PX被阻遏蛋白X阻遏转录。在细胞快速生长阶段，阻遏蛋白X 阻遏mKate2基因的表达；随着细胞进入生长稳定器，阻遏蛋白X停止表达并被降解，对PX启动子的阻遏作用降低，mKate2基因开始表达，荧光强度开始上升，由于原料的限制，最后保持稳定，所以培养期间荧光强度的变化趋势为快速生长期无荧光，生长稳定期荧光强度先上升后保持稳定。 (4)先敲除野生菌株中的酶B基因，再将质粒①中的mKate2基因替换为酶B基因，将质粒②中的mKate2基因替换为酶A基因，并将两种质粒导入野生菌株中 为了保证细胞正常生长，并在生长稳定期实现莽草酸的大量积累，利用上述两种质粒的调控功能，结合野生型菌株遗传物质的改造，提出重组生产菌株构建思路是：首先对野生型大肠杆菌进行改造，敲除酶B基因；然后将质粒①中的mKate2基因替换为酶B基因，使相关代谢途径关键酶在快速生长期正常表达以保证细胞正常生长，进入生长稳定期后该酶降解，减少对莽草酸的转化；同时将质粒②中的mKate2基因替换为酶A基因，利用其调控机制在生长稳定期实现莽草酸合成相关基因的稳定表达，从而大量积累莽草酸，最后将两种质粒导入野生菌株。 30.【答案】(1)在富含卡拉胶的环境中，存在能够分解卡拉胶的微生物的可能性较大；稀释 卡拉胶是一类源于海洋红藻的大分子多糖，可被某些细菌降解为具有多种应用前景的卡拉胶寡糖。由于在富含卡拉胶的环境中，存在能够分解卡拉胶的微生物的可能性较大，因此可选择海藻和海泥作为样本筛选卡拉胶降解菌。将培养后的菌液混匀并充分稀释，再接种至微孔板中，经培养和筛选获得了CG活性最高的菌种。 (2)BamHI；重组质粒连接处的序列不再是原来的限制酶识别序列 E.coliDNA连接酶只能连接具有黏性末端的片段，因此切割质粒和目的基因时不能选择切成平末端的限制酶，即不能选择EcoRV酶和SmaⅠ酶，而SpeⅠ酶与XbaⅠ酶切割后的黏性末端相同，若选择SpeⅠ酶与XbaⅠ酶切割，会出现质粒和目的基因的自连、甚至目的基因倒接，因此切割质粒时SpeⅠ酶与XbaⅠ酶中只能选择一个，而另一个限制酶需要选择BamHⅠ酶，又由于转录的方向是由启动子→终止子，且mRNA形成的方向是5’→3’，且mRNA与DNA的模板链方向相反，因此基因模板链的3’应靠近启动子，故为保证连接准确性和效率，cg转录模板链的5'端最好含有BamHI酶切位点。T4DNA连接酶既可以连接平末端，也可连接黏性末端，不同的平末端均可由T4DNA连接酶连接，由于限制酶的识别序列具有专一性，若连接后的序列不存在最初限制酶的识别序列，则可能导致重组质粒无法使用各自构建表达载体的双酶切组合进行切割。故另有两组同学选用了各不相同的双酶切组合和T4DNA连接酶重复上述实验，获得的部分重组质粒分子大小符合预期，但均无法使用各自构建表达载体的双酶切组合进行切割，其原因是重组质粒连接处的序列不再是原来的限制酶识别序列。 (3)使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态；卡拉胶；四环素 为将构建好的表达载体转入大肠杆菌，需要先用Ca2+处理大肠杆菌细胞，目的是使细胞处于一种能吸收周围环境中DNA分子的生理状态，便于重组DNA进入受体细胞。由于具有高活性卡拉胶酶(CG)的菌种可分解卡拉胶，使其菌落周围形成透明圈，且重组质粒上含有四环素抗性基因，因此导入目的基因的大肠杆菌可接种在含卡拉胶和四环素的培养基中培养一段时间后，根据菌落周围有无水解透明圈筛选目的菌株。 (4)44；该位点的氨基酸空间上离半胱氨酸更近，容易形成二硫键，而且保守度低，替换后对酶功能的影响较小 据图可知，虚线长度代表氨基酸间的空间距离，由于第44位点的氨基酸空间上离半胱氨酸更近，容易形成二硫键，而且保守度低，替换后对酶功能的影响较小，因此选择第44位的氨基酸替换成半胱氨酸最合适。 31.【答案】(1)a 根据题意可知，研究人员获得了一个紧凑株型的植株，为研究控制该性状的基因，将其与纯合松散株型植株杂交，F1均为松散株型，F2中松散株型∶紧凑株型=3∶1，说明紧凑株型为隐性性状，由a基因控制。 (2)插入序列后，a基因中编码终止密码子的序列提前，a基因转录产生的mRNA提前终止翻译 在A基因编码蛋白质的区域中插入一段序列得到a基因(图1)，a基因表达的肽链比A基因表达的肽链短，说明终止密码子提前出现，因此推测可能是A基因内部插入一段序列后，使a基因中编码终止密码子的序列提前，a基因转录产生的mRNA提前终止翻译。 (3)①P2和P3；丙的基因型为AA，无引物P3的结合序列，利用引物P2和P3扩增时，无法得到扩增产物 子二代中的基因型为AA、Aa、aa，根据图示可知，A和a基因上均含有P1和P2引物互补的序列，而P3引物识别的序列只有a基因中才存在，若选择引物P1和P2进行扩增，则A基因和a基因均能扩增出相应产物，只是a基因扩增的产物长度要大于A基因扩增的产物，即AA的个体扩增产物的电泳条带与aa的个体扩增产物的电泳条带不同，且Aa的个体扩增产物的电泳条带应为两条，与图A不符，若选择引物P3和P2进行扩增，则只有Aa和aa的个体中因含有a基因而能扩增出产物，且扩增出的产物电泳条带相同，而AA的个体由于不含与P3引物结合的序列，因此不能扩增出产物，没有对应的电泳条带。即图2-A中使用的引物组合是P2和P3，丙的基因型为AA，无引物P3的结合序列，利用引物P2和P3扩增时，无法得到扩增产物。 ②图A是利用引物P3和P2扩增后电泳的结果，则图B是利用引物P1和P2扩增的产物电泳的结果，由于a基因扩增出来的产物长度大于A基因扩增的产物，因此AA(松散株型)、aa(紧凑株型)基因的个体扩增的产物电泳时均只有一个条带，且aa基因的个体扩增的产物电泳时形成的电泳条带距离点样孔近，而Aa(松散株型)的个体扩增的产物电泳时会出现两个电泳条带，故乙与丙的电泳条带为 ③2∶1 使用图2-A中的引物组合(P3和P2)扩增F2全部样本，由于只有含a基因的个体才能扩增出相应产物，且A-为松散株型，而子二代中Aa∶AA=2∶1，所以使用图2-A中的引物组合扩增F2全部样本，有扩增条带松散株型(Aa)∶无扩增条带松散株型(AA)=2∶1。 32.【答案】(1)电子显微镜 病毒个体极其微小，普通光学显微镜无法清晰观察其形态结构，需要使用电子显微镜才能清楚观察病毒的形态结构。 (2)细胞骨架 细胞骨架对于维持细胞的形态具有重要作用，体外培养的梭形昆虫细胞被病毒感染后转变为圆球形，很可能是病毒感染引起了昆虫细胞内细胞骨架的改变。 (3)抑制宿主细胞的凋亡，为病毒的复制和繁殖提供更多的时间和场所 病毒需要在宿主细胞内进行生存和繁殖，细胞凋亡会导致宿主细胞死亡，不利于病毒的生存和繁殖。病毒基因组中含有的抗细胞凋亡基因可以抑制宿主细胞的凋亡，为病毒的复制和繁殖提供更多的时间和场所。 (4)大肠杆菌复制原点 要使病毒 DNA 能在大肠杆菌中复制，需要在病毒 DNA 中插入大肠杆菌复制原点序列，这样才能利用大肠杆菌细胞内的复制系统进行复制。 (5)病毒基因组没有在哺乳动物细胞中表达的启动子 转录需要特定的酶等条件，该病毒 DNA 能进入哺乳动物细胞，但无对应的转录产物，可能是因为病毒基因组没有在哺乳动物细胞中表达的启动子。 (6)蛋白镶嵌或贯穿于膜上，脂溶剂处理该病毒颗粒使得包膜溶解，包膜上的蛋白A游离，蛋白A与细胞膜受体结合不能使病毒DNA进入细胞内 该病毒具有包膜结构，包膜的主要成分是脂质等，脂溶剂可以溶解病毒的包膜，蛋白镶嵌或贯穿于膜上，脂溶剂处理该病毒颗粒使得包膜溶解，包膜上的蛋白A游离，蛋白A与细胞膜受体结合不能使病毒DNA进入细胞内。 33.【答案】(1)替换 基因突变是指DNA分子上碱基对增添、缺失或替换引起基因结构的改变。基因内碱基的增添、缺失或替换都可导致基因突变。 (2)父本；1/2 据题分析可知，带有卡那霉素抗性基因的T-DNA插入拟南芥2号染色体的A基因内，使其突变为丧失功能的a基因，花粉中A基因功能缺失(a基因)会导致不育，因此Aa植株作为父本时，其含a基因花粉不育，无法参与受精，仅产生含A基因的花粉，故以Aa植株为父本与野生型(AA)拟南芥杂交，F1(AA)中卡那霉素抗性植株的占比为0；若Aa植株作为母本，其卵细胞可育(含a基因)，而野生型父本花粉(含A基因)可育，F1基因型为Aa(抗性)和AA(非抗性)，比例为1：1，因此卡那霉素抗性植株占比为1/2。 (3)3；1/3；2/3；a花粉不育，无法形成纯合aa植株 为进一步验证基因A的功能，将另一个A基因插入Aa植株的3号染色体。仅考虑基因A和a，插入A基因后，植株基因型为Aa(2号染色体为Aa，3号染色体为A0)。该植株会产生4种基因型的花粉，即AA、A0、Aa、a0，其中a不育，即产生3种可育基因型的花粉，而具有a基因的花粉占比为1/3。该植株雌配子即AA、A0、Aa、a0，均可育，其自交得到F1，利用棋盘法可知，F1的基因型为AAAA：AAA0：AA00：AAAa：AAa0：AAaa：Aa00：Aaa0=1∶2∶1∶2∶3∶1∶1∶1。利用图1所示引物P1和P2、P1和P3分别对F1进行PCR检测，电泳结果如图2所示。根据电泳结果F1植株分为Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型(含A、a)：PCR扩增出900bp(A)和600bp(a)条带。Ⅱ型(仅含A)：仅扩增出900bp条带。其中Ⅰ型植株占比为(2+3+1+1+1)/(1+2+1+2+3+1+1+1)=2/3。F1中没有检测到仅扩增出600bp条带的植株，其原因为a花粉不育，无法形成纯合aa植株。 (4)AaEe；E/e和A/a连锁且无交换，F₂中无同时含A和E的配子；1/6；若基因连锁但发生交换，正常植株占比介于0～1/6 ①利用基因型为AaEE和AAEe的植株进行杂交，筛选出F1中AaEe植株(双杂合)。若E/e和A/a连锁且无交换，F2中无同时含A和E的配子(花粉或种子致死)，正常植株占比为0。若两基因独立遗传(非同源染色体)，F1植株(AaEe)产生雌配子为AE：Ae：aE：ae=1：1：1：1，均可育，而雄配子AE：Ae=1；1，aE和ae不可育，利用棋盘法可知，F2为AAEE：AAEe：AaEE：AaEe=1：2：1：2，其中只有AAEE的花粉和自交所结种子均发育正常，即正常植株(AAEE)占比为1/6。其他可能：若基因连锁但发生交换，正常植株占比介于0～1/6。 34.【答案】(1)脱氧核苷酸；引物；复性；PCR 反应需要在高温条件下进行变性步骤(90 - 95℃使双链 DNA 解旋为单链)，普通的 DNA 聚合酶在高温下会变性失活，而耐高温的 DNA 聚合酶能在高温环境中保持活性，保证 PCR 反应的正常进行 在 PCR 反应中，原料是脱氧核苷酸，随着反应进行不断被消耗，分子数量逐渐减少；引物在 PCR 过程中会结合到模板 DNA 上参与子链合成，也会逐渐减少，所以分子数量逐渐减少的是引物和脱氧核苷酸。模板与引物在 PCR 的复性阶段开始结合。在复性过程中，温度降低，引物与模板 DNA 单链的互补序列配对结合。PCR 中使用的 DNA 聚合酶需耐高温，是因为 PCR 反应需要在高温条件下进行变性步骤(90 - 95℃使双链 DNA 解旋为单链)，普通的 DNA 聚合酶在高温下会变性失活，而耐高温的 DNA 聚合酶能在高温环境中保持活性，保证 PCR 反应的正常进行。 (2)SmaⅠ和 EcoRⅠ；磷酸二酯键 察图 1，要避免错误连接，GPI 两端应添加SmaⅠ和 EcoR Ⅰ的识别序列。因为将CADR、GP1和YFP基因逐个构建到载体时，使用这两种限制酶切割可以产生不同的黏性末端，能保证目的基因准确插入载体。又因为Nbe Ⅰ和XbaⅠ限制酶切割后产生的黏性末端相同，所以这两种限制酶只能选一个，按照连接的顺序在将GPl连接到载体时应该用SmaⅠ 和 EcoRⅠ。DNA连接酶连接时，可催化载体和目的基因之间形成磷酸二酯键，从而将载体和目的基因连接起来。 (3)细胞表面发出黄色荧光；高 若在荧光显微镜下观察到细胞表面发出黄色荧光，初步表明融合蛋白表达成功，因为融合蛋白中有黄色荧光蛋白YFP，其表达后会发出黄色荧光。将转基因衣藻和野生型衣藻置于含镉离子的培养液中培养一段时间后，若转基因衣藻细胞壁比野生型衣藻细胞壁的镉离子含量高，则表明融合蛋白能结合镉离子。因为融合蛋白中的 CADR 可吸附水体中的镉离子，若融合蛋白发挥作用，会使细胞壁镉离子含量升高。 (4)转基因衣藻表达的融合蛋白能结合镉离子，降低了镉离子对衣藻的毒害作用；镉离子浓度过高，超出了融合蛋白的吸附能力，对衣藻产生了严重的毒害作用 转基因衣藻在含有不同浓度镉离子的培养液中生长均优于野生型衣藻的原因可能是转基因衣藻表达的融合蛋白能结合镉离子，降低了镉离子对衣藻的毒害作用。240μmol・L⁻¹ 镉离子浓度下，转基因衣藻和野生型衣藻生长均被明显抑制的原因可能是镉离子浓度过高，超出了融合蛋白的吸附能力，对衣藻产生了严重的毒害作用。 (5)①；③ 转基因衣藻可用于水体镉污染治理，与施加化学药物相比，能体现出其环境治理优势的两个特性是①和③。①衣藻作为生物材料在水体中可自我繁殖，能够持续发挥作用；③衣藻可吸收水体中能引起富营养化的物质，便于后续处理，而化学药物可能存在二次污染等问题。 35.【答案】(1)捕食和种内竞争；物理信息、化学信息、行为信息；食物和空间、配偶等 捕食者与川金丝猴是捕食关系，川金丝猴和同种个体之间是种内竞争关系。生态系统中信息的种类有物理信息、化学信息和行为信息。川金丝猴根据这些信息及时作出反应，一方面可以降低被捕食风险，另一方面为争夺食物和空间等资源获得更多机会。 (2)互利共生 川金丝猴以植食为主，消化道中部分微生物直接参与高纤维食物的消化，这些微生物从川金丝猴胃内获取营养物质，又能为川金丝猴分解纤维素，两者构成互利共生关系。 (3)上清液；溶解DNA；4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶 研究者为了进一步研究川金丝猴的食性，采集其粪便样本，进行DNA提取、扩增，部分实验过程如下：释放DNA：在去杂后的样本中加入裂解液，细胞裂解，内容物释放，→析出DNA：DNA呈溶解状态，离心后取①上清液，再加入乙醇，DNA不溶于酒精→故在沉淀物中加入纯水，②再次溶解DNA→扩增DNA：PCR扩增DNA，需要将③4种脱氧核苷酸、耐高温的DNA聚合酶、引物、样本DNA、含有Mg²⁺缓冲 液、超纯水等加入PCR管中，进行PCR。 (4)互补配对；丁；丙丁；叶绿体基因组其他DNA 片段 为分析川金丝猴摄食的植物种类，研究者设计一对引物F和R，能同时扩增出不同种植物叶绿体中的rbeL基因片段，是因为引物F和R的碱基能与rbeL基因的保守序列的碱基互补配对，从而在耐高温的DNA聚合酶的作用下延伸子链。用引物F和R对4种植物样本甲~丁的叶绿体基因组DNA进行扩增测序，结果如图所示，可知植物甲乙丙的条带一样长，植物丁的短，对4个样本的扩增产物进行DNA电泳条带分析，只能区分不同长度的DNA片段，故能检出的样本是丁。研究者用引物F和R对川金丝猴粪便DNA进行扩增并测序，得到的序列有图中的3种序列，说明摄食的植物有三种，甲和乙的序列相同，不能确定，故据此可确定川金丝猴摄食的植物有丙和丁。选用叶绿体的其他基因的保守序列设计引物，对川金丝猴粪便DNA进行扩增、测序分析，能更准确鉴定出川金丝猴摄食的植物。 (5)ab 建立川金丝猴生态廊道，促进种群间基因交流，能够保护川金丝猴遗传多样性和物种多样性，a正确。保护川金丝猴栖息地的植被和它喜食的植物，能够保护川金丝猴，b正确。川金丝猴是我国特有的珍稀濒危物种，不能用标记重捕法定期重捕，c错误。保护川金丝猴主要依赖就地保护，d错误。 36.【答案】(1)4种脱氧核苷酸；延伸 PCR扩增目的基因时，需要模板DNA、引物、4种脱氧核苷酸、含Mg2+的缓冲液和耐高温的DNA聚合酶。PCR一般分为变性、复性和延伸三步，其中DNA聚合酶在PCR的延伸步骤中起作用。 (2)5'端；AGATCT；BamHⅠ、EcoRⅠ 为了使目的基因能够被限制酶切割，扩增目的基因时，需要在引物的5'端添加限制酶的识别序列。结合图表分析，在载体的启动子和终止子之间有BamH I、EcoR I和Xba I的识别序列，而S基因内部含有Xba I、Nde I和BamH I的识别序列，要用BamH I、EcoR I或Xba I切割载体，又不能用Xba I、Nde I或BamH I切割S基因，再根据各种限制酶的识别序列及切割位点，可知，需要用BamH I、EcoR I切割载体，用BamH I的同尾酶Bgl Ⅱ和EcoR I切割S基因，故PCR扩增S基因时需在上游引物添加的碱基序列是5'-AGATCT-3'。 (3)栽培马铃薯愈伤组织细胞的染色体上；2；再分化 T-DNA属于可转移DNA，用携带S基因的农杆菌侵染栽培马铃薯愈伤组织时，基因表达载体中T-DNA进入愈伤组织细胞，将S基因整合到栽培马铃薯愈伤组织细胞的染色体上，抗性基因1位于T-DNA外部，用于筛选含有重组载体的农杆菌，而抗性基因2位于T-DNA内部，可用于筛选成功转化的愈伤组织。该愈伤组织经再分化形成芽、根，继续培育可获得抗寒能力显著增强的马铃薯植株。 37.【答案】(1)复制原点；XbaI；DNA聚合酶；SmaI和SpeI；550bp DNA复制的起点是复制原点，因此Ti质粒上与其在农杆菌中的复制能力相关的结构为复制原点。根据SmaI限制酶识别序列可知，酶切形成的是平末端，若质粒仅用SmaI酶切，抗除草剂基因和质粒可以正向接入也可以反向接入，且无法区分，为了确定是否是正向重组质粒，因此在构建重组质粒时需要用到另一种限制酶，抗除草剂因需要插入到启动子和终止子之间，因此不能选择BamHI，因为该限制酶会破坏终止子，因此可选择XbaI和SmaI进行酶切，XbaI酶切会形成黏性末端，需要用DNA聚合酶聚合脱氧核糖核苷酸单体将产生的黏性末端补平(可使重组质粒最小，同时PstI酶切后产生的黏性末端无法用DNA聚合酶抹平，因为DNA聚合酶只能从3'延伸子链)。利用DNA连接酶将酶切后的包含抗除草剂基因X的片段与酶切并补平的Ti质粒进行连接，构建重组载体，转化大肠杆菌。重组的T-DNA片段上含有一个SmaI酶切位点和一个SpeI酶切位点，可以选择用SmaI和SpeI进行酶切，转录的方向是从模板的3'→5'，和质粒对应的方向相同，经过两种酶的酶切后并电泳呈现一长一短2条带，较短的条带长度近似为550bp，若反向接，较短的条带长度近似为200bp。 (2)4；环化；测序和序列比对 由于后续PCR难以扩增大片段DNA，所以最好选择识别序列为4个碱基的限制酶，原因是识别序列越短，酶切位点越多，切割产生的片段可能越小，更有利于后续的PCR扩增。由于引物是根据已知序列设计的，但此时需要扩增未知序列，因此可以将图乙的片段环化，这样就可以利用现有引物扩增出未知序列。为了确定未知序列是否是同一基因，需要准确比对其上的碱基序列，因此对同一个基因的操作为测序和序列比对。 (3)不能 突变植株成功导入野生型基因，但野生型基因未必可以正常表达，因此不能确定该植株的表型为野生型。 38.【答案】(1)基因数据库/序列数据库；XhoⅠ；XbaⅠ；DNA 连接酶 GenBank是目前国际上广泛使用 的序列数据库之一，它的数据主要是各国的 实验室、测序机构等发布的序列信息。利用这个数据库，我们可以便捷地检索到基因和蛋白质的序列信息；故可从序列数据库或基因数据库中查询基因N的编码序列，设计特定引物。保证基因N与质粒pYL正确连接，需要使用双酶切法，为了目的基因能正确表达，目的基因需要插入质粒的启动子和终止子之间，且质粒和目的基因需要使用相同的酶或能产生相同黏性末端的酶；分析图1可知，质粒pYL应该选用SpeⅠ和XhoⅠ酶切，由于目的基因N含有SpeⅠ识别序列，故N基因不能使用SpeⅠ酶切，但XbaⅠ与其具有相同的黏性末端，基因N酶切时可以用XbaⅠ替换SpeⅠ，即N基因两端应该含有XbaⅠ和XhoⅠ识别序列；题干信息：N基因a链为转录模板链，才有引物1和引物2扩增N基因，则扩增后模板链的5'端含有引物1序列，而编码链的5'端含有引物2序列，结合质粒pYL上的启动子和终止子方向，可知应该在引物2需要5'端添加XbaⅠ、引物15'端添加XhoⅠ识别序列。PCR扩增基因N，特异性酶切后，利用DNA连接酶连接DNA片段，构建重组质粒，大小约9.5kb(kb为千碱基对)，假设构建重组质粒前后，质粒pYL对应部分大小基本不变。 (2)外源DNA；1；目的基因N大小为2.3kb 构建重组质粒，大小约9.5kb(kb为千碱基对)，假设构建重组质粒前后，质粒pYL对应部分大小基本不变，而质粒pYL本身7.2kb，可知目的基因N大小为2.3kb；分析电泳图可知，初步判断实验组1的质粒中成功插入了基因N。在第5组的PCR反应中，使用无菌水代替实验组的模板DNA，目的是检验PCR反应体系是否存在污染，即检验PCR反应中是否有外源DNA污染。 (3)GCC 编码第240位脯氨酸或第243位苯丙氨酸的碱基序列替换为编码丙氨酸的碱基序列，丙氨酸的密码子有GCA；密码子位于mRNA上，mRNA上的序列与编码链序列相似，而a是诱变第240位脯氨酸编码序列的引物(GCA为诱变序列)，可知a引物延伸后的序列为编码链；b、c、d其中一条是诱变第243位苯丙氨酸的引物，其配对模板与a的配对模板相同，分析题图bcd序列可知c是诱变第243位苯丙氨酸的引物，且c引物延伸后的序列为编码链，根据a引物5'-端首位GCA为240位，则c引物5'-端GCC为243位，故据此分析，丙氨酸的密码子除GCA外，还有GCC。 (4)香树脂醇 题干研究目的是通过在酵母菌中表达外源香树脂醇合酶基因N，可高效生产香树脂醇；由此可知，进一步检测转基因酵母菌发酵得到的香树脂醇含量并进行比较，可以选出最优的香树脂醇合酶基因的改造方案。 39.【答案】(1)稀释涂布平板法；分离不同条件下生长的内生放线菌 从含有多种微生物的研磨液中分离出单一菌落，并接种到选择培养基中常用的接种方法是稀释涂布平板法。使用选择培养基和不同的温度条件，目的是为了抑制其他杂菌的生长，分离不同条件下生长的内生放线菌。 (2)指数级扩增；②；重组质粒通过(单交换)同源重组整合到了内生放线菌的基因组中 PCR技术的核心原理是通过多次循环(变性、复性、延伸)，使目标DNA片段的数量以指数形式快速增加，实现体外扩增。PCR鉴定是利用引物1和引物2进行的。在野生型菌株中，引物1和引物2之间的DNA片段长度为 R-U (500bp) + R基因 (2000bp) + R-D (500bp) = 3000 bp。对应图2中的菌落①和③。在成功发生双交换的R基因敲除株中，R基因(2000bp)被替换，引物1和引物2之间的DNA片段长度为 R-U (500bp) + R-D (500bp) = 1000 bp。对应图2中的菌落②。菌落④的PCR产物大小约为7000 bp。这个大小可以通过以下方式解释：发生了单交换同源重组事件。整个重组质粒(大小为3000bp质粒骨架 + 500bp R-U + 500bp R-D = 4000bp)整合到了基因组中。整合后，引物1和引物2之间的区域长度变为原来的长度(3000bp)加上整个质粒的长度(4000bp)，即 3000 + 4000 = 7000 bp。因此，这是单交换同源重组整合的结果。 (3)设置两组培养实验：对照组在低(或常规)铁浓度的培养基上进行，实验组在高铁浓度的培养基上进行。在两组培养基的相同位置分别接种内生放线菌和稻瘟病致病菌。在相同且适宜的条件下培养一段时间后，观察并比较两组中稻瘟病致病菌菌落的生长情况(如菌落大小或抑制圈大小)。若高铁组的抑制效果明显弱于低铁组，则支持该推测 设置两组培养实验：一组为对照组，在常规(或低铁)浓度的培养基上进行；另一组为实验组，在添加了足量铁离子的培养基上进行。在两组培养基的相同位置分别接种内生放线菌和稻瘟病致病菌。在相同且适宜的条件下培养一段时间后，观察并比较两组中稻瘟病致病菌菌落的生长情况(如菌落大小或抑制圈大小)。预期结果与结论： 如果实验组(高铁培养基)中内生放线菌对稻瘟病致病菌的抑制作用明显减弱或消失，而对照组(低铁培养基)中抑制作用明显，则说明该内生放线菌是通过竞争铁离子来抑制稻瘟病致病菌生长的。 40.【答案】(1)转录 转录是以DNA的一条链为模板合成RNA的过程，东方果蝇中dsx基因(DNA)通过转录形成前体RNA，故前体RNA是由dsx基因转录出的。 (2)①ad 用于PCR扩增的引物是根据一段已知目的基因的核苷酸序列来设计的，这一对引物位于基因上游和下游，根据图1，扩增dsx内含子应选择的引物是ad。 ②C；在雄性个体中，融合基因1的成熟mRNA含有dsx内含子的对应序列，无法表达完整的RTA蛋白，不会导致细胞死亡 RTA基因表达出的蓖麻毒素A(RTA)可通过破坏核糖体导致细胞死亡，由此可知，雌蝇特异性致死的原因是转基因雌蝇个体中含有完整的RTA基因，能成功表达出蓖麻毒素A(RTA)，由此判断转基因雌蝇中的成熟mRNA为C。而在雄性个体中，融合基因1的成熟mRNA含有dsx内含子的对应序列，无法表达完整的RTA蛋白，不会导致细胞死亡，因此雄性个体不会致死。 (3)①图2虚线方框中的两条链在延伸过程中，既可作为模板又可以起到相当于引物的作用，使耐高温的DNA聚合酶能够从两条链的3’端开始连接脱氧核苷酸，继续延伸的复性结果如下： 。 ②18℃组雄性个体所占比例小于29℃组；18 由题意可知：RTA蛋白第212位甘氨酸替换为精氨酸会出现冷敏感效应(cs)，即当温度由29℃变为18℃时，可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用。对转入融合基因2的果蝇进行以下操作： ⅰ：在29℃收集雄性果蝇(G0)(全为转基因雄性果蝇)。 ⅱ：G0与野生型果蝇杂交，筛选出转基因受精卵(G1)。 ⅲ：将每对亲本的受精卵(G1)均分为两组，分别在18℃和29℃孵化培养，统计两组中雄性个体所占比例，若G1具有cs效应，则18℃组雄性个体所占比例小于29℃组。 ⅳ：在18℃时可抑制RTA蛋白对细胞的致死作用，为通过多代自交得到转基因纯合子，应在18℃继续培养具有cs效应的G1果蝇。 41.【答案】(1)密码子/遗传密码；琼脂糖；更换微量移液器的枪头 分析不同物种的GPD蛋白序列，确定蛋白质上相同的氨基酸区段，依据这些氨基酸所对应的密码子，根据碱基互补配对，确定DNA序列，进而设计1对引物。可通过琼脂糖凝胶电泳分离并纯化目标DNA片段。在制备PCR反应体系时，每次用微量移液器吸取不同试剂前，需要更换微量移液器的枪头，以避免交叉污染。 (2)C DNA模板被其他酵母细胞的基因组DNA污染，可能扩增出其他DNA，从而出现另外一条条带，A不选。每个引物与DNA模板存在2个配对结合位点，从而扩增出不同的DNA片段，从而出现另外一条条带，B不选。在基因组中Gpd基因有2个拷贝，扩增出的DNA是相同DNA，电泳时只会出现一个条带，C入选。在基因组中存在1个与Gpd基因序列高度相似的其他基因，可能将相似的基因扩增出来，从而出现另外一条条带，D不选。 (3)预冷的体积分数为95%的酒精；D；调控 DNA在冷的95%乙醇中溶解度较低，可通过将酶切后的DNA经苯酚-氯仿抽提除去杂质，在加入冷的95%乙醇中沉淀，得到环形DNA。因为引物P1与P2序列位于模板链上，从左向右为5’→3’，引物P3与P4的序列从右向左为5’→3’，以环形DNA为模板进行第二次PCR时，应选择对已知序列反向，但对未知序列却是相向的引物，即P2和P3，从而得以扩增出未知序列。启动子可启动转录，终止子可终止转录，即启动子和终止子具有调控功能。 (4)基因数据库/序列数据库；表达载体 为确定克隆获得的Gpd基因的准确性，可将获得的基因序列与已建立的基因数据库进行对比，若二者相同，则说明克隆获得的Gpd基因准确。将Gpd基因的编码区与表达载体连接，构建重组质粒，再将重组质粒导入酿酒酵母细胞中，使之进行表达，实现利用酿酒酵母高效合成甘油的目的。 42.【答案】(1)非姐妹染色单体交换片段 据图1可知，两个不同DNA片段由于两端具有同源序列而发生了中间相应基因的互换，与减数分裂过程中同源染色体的非姐妹染色单体之间片段的互换类似，都属于基因重组。 (2)有、无 据图1可知，经过同源序列之间的片段互换后，B1菌中的DNA上含有了卡那霉素抗性基因，失去了壮观霉素抗性基因，因此成功捕获K基因的B1菌在含卡那霉素的培养基上能够生长，但在含壮观霉素的平板上不能生长，即成功捕获K基因的B1菌在含卡那霉素或壮观霉素的平板上的菌落生成情况分别是有和无。 (3)CD 据图可知，CRISPR序列中的经加工后插入到细胞基因组的噬菌体DNA转录形成的RNA序列能与噬菌体DNA碱基互补配对，A错误。Cas蛋白不能识别特定DNA序列，gRNA可识别特定的DNA序列，B错误。B菌的不同菌株中CRISPR序列可能是有差异的，因此转录形成的gRNA可识别噬菌体不同的DNA序列从而实现从不同位点切割，C正确。由于CRISPR/Cas系统中的gRNA可识别特定的DNA序列，而Cas蛋白可切割DNA，因此利用人工改造后的CRISPR/Cas系统可实现对细胞内基因的编辑，D正确。 (4)a；f；d B2菌仅在捕获突变K基因后才能在含有卡那霉素的平板上存活，而③选择了正常K基因，说明CRISPR/Cas系统切割的是正常的K基因，这样才能保证捕获突变的K基因，进而达到菌仅在捕获突变K基因后才能在含有卡那霉素的平板上存活。又知TetR基因的表达产物可抑制P启动子的转录活性，因此需要TetR基因持续表达，故①为持续启动基因表达的强启动子，结合题意B2菌仅在捕获突变K基因后才能在含有卡那霉素的平板上存活，可知②为卡那霉素抗性基因，故①②③依次为a、f、d。 43.【答案】(1)兴奋/动作电位/神经冲动；突触 气味分子刺激感受器产生兴奋。嗅觉神经元轴突末端、神经元间隙与下一个神经元组成突触，包括突触前膜、突触间隙和突触后膜。 (2)非保守 不同气味受体能特异性识别相应气味分子的关键在于蛋白质中结构不同的部分，由非保守序列编码。 (3)长度相同但非保守序列不同的DNA片段 由图可知，PCR产物含保守序列和非保守序列，若非保守序列不同，酶切产物的长度可能不同，导致酶切片段长度之和大于PCR产物长度，因此PCR产物由长度相同但非保守序列不同的DNA片段组成。 (4)少量的气体分子通过活化的G蛋白、活化的C酶，在C酶的催化下合成大量的cAMP使Na+通道打开，Na+内流，神经元细胞膜上产生动作电位，气味分子被动物感知 由图丙可知，少量的气体分子通过活化G蛋白使得C酶活化，在C酶的催化下，由ATP合成大量的cAMP，促使Na+通道打开，Na+内流，导致神经元细胞膜上产生动作电位，气味分子被动物感知。 44.【答案】(1)转录；翻译 结合表中数据可知，工程菌中含有AB基因的mRNA，说明AB基因在工程菌中能进行转录。工程菌中没有AB蛋白，说明该基因不能进行有效的翻译。 (2)该密码子所对应的tRNA 蛋白质合成过程中，需要tRNA搬运氨基酸，致病菌W合成AB蛋白时，某些氨基酸使用的部分密码子在宿主E中的使用频率低，形成这一现象的原因是宿主E中缺乏该密码子所对应的tRNA。 (3)AGA 进一步分析发现，宿主E缺乏高效表达GC含量过高的外源基因所需要的机制，AB基因的GC含量较高，精氨酸密码子CGG的GC含量高，精氨酸密码子还有AGA(GC含量降低，该密码子使用频率较高)，要对精氨酸密码子CGG的使用进行优化，选择最佳密码子为AGA。 (4)取此人血清，与AB蛋白混合，观察是否发生抗原-抗体反应(或是否出现沉淀现象)；若发生抗原-抗体反应(出现沉淀)，此人有致病菌W感染史；若不发生抗原-抗体反应(不出现沉淀)，此人没有致病菌W感染史；若此人有致病菌W感染史，血清中存在AB蛋白的相应抗体，AB蛋白能与抗体反应形成沉淀。若此人无致病菌W感染史，血清中不存在AB蛋白的相应抗体，不会形成沉淀 血清学诊断是利用抗原-抗体反应，AB蛋白可作为抗原，若有病菌W感染史，体内会产生相应抗体，能与AB蛋白发生特性结合，并形成沉淀，故实验思路为：取此人血清，与AB蛋白混合，观察是否发生抗原-抗体反应(是否出现沉淀)。若此人有致病菌W感染史，血清中存在AB蛋白的相应抗体，AB蛋白能与抗体反应形成沉淀。若此人无致病菌W感染史，血清中不存在AB蛋白的相应抗体，不会形成沉淀， 45.【答案】(1)解旋酶；高温变性 在细胞中，DNA 复制时解开双链的酶是解旋酶。而在 PCR 过程中，是通过高温变性(加热至 90 - 95℃)的方法使 DNA 双链解开。 (2)引物、脱氧核苷三磷酸 PCR 过程中，参与合成反应且不断消耗的组分有引物和 dNTP(脱氧核苷三磷酸)。引物用于引导 DNA 聚合酶合成新的 DNA 链，dNTP 脱去两分子磷酸，产生dAMP，进而为合成新的 DNA 链提供原料。 (3)作为对照(或答:鉴定反应体系是否有模板污染)；P0不含与引物1和引物2互补的碱基序列 目的基因、质粒片段、含目的基因和部分质粒序列的片段 实验中①和④的作用是作为对照。①无模板且引物对与②③相同，④无模板且引物对与⑤⑥相同，可对比说明模板对扩增的影响。②之所以无扩增产物，是因为P0不含与引物1和引物2互补的碱基序列，无法扩增出子链DNA序列。③以Px为模板，引物1和引物2扩增出的是含目的基因的 DNA 片段；⑤以P0为模板，引物3和引物4扩增出的是质粒P0上一段 DNA 片段；⑥以Px为模板，引物3和引物4扩增出的是含目的基因和部分质粒序列的 DNA 片段。 (4)提取酶X，催化相应底物(反应物)的反应，检测是否有产物生成。有产物生成，则证明酶X有活性 实验思路：将大肠杆菌培养后，提取酶X，设置一组含有酶X的反应体系和一组不含酶X的反应体系(作为对照)，在适宜条件下，加入酶X的底物，检测底物的消耗情况或产物的生成情况。预期结果：含有酶X的反应体系中底物减少或有产物生成，而不含酶X的反应体系中底物无明显变化或无产物生成。 46.【答案】(1)符合；1/8 实验一，亲本甲白花植株和乙白花植株杂交，子一代均为蓝花植株，蓝花植株自交子二代蓝花植株：白花植株=10:6，为9:3:3:1的变式，满足自由组合定律，且已知某二倍体两性花植物的花色由2对等位基因A、a和B、b控制，因此等位基因A、a和B、b的遗传符合自由组合定律。基因A和基因B分别编码途径①中由无色前体物质M合成蓝色素所必需的酶A和酶B；另外，只要有酶A或酶B存在，就能完全抑制途径②的无色前体物质N合成蓝色素，说明A-B-和aabb表现为蓝花，A-bb和aaB-表现为白花，蓝花纯合子为AABB和aabb，分别占1/16，因此蓝花植株纯合体的占比为2/16=1/8。 (2)AaaBb、aaabb；①；子代蓝花：白花=5:3 已知该三体蓝花植株仅基因A或a所在染色体多了1条，且被诱变亲本在减数分裂时只发生了1次染色体不分离，同时含A、B个体或同时不含A、B个体表现为蓝花，可能的原因是减数第一次分裂含A和a的同源染色体未分离，产生AaB的配子，与母本产生的ab配子结合形成AaaBb蓝花个体；也可能是减数第一次分裂正常，减数第二次分裂含A的姐妹染色单体分离后移向同一极，从而产生AAB的配子，与母本产生的ab配子结合形成AAaBb的蓝花个体；也可能是减数第二次分裂后期，含a的姐妹染色单体分离后移向同一极，产生aab的配子，与母本产生的ab配子结合形成aaabb的蓝花个体。 减数第一次分裂异常产生的三体蓝花植株基因型为AaaBb，减数第二次分裂异常产生的三体蓝花植株基因型为AAaBb或aaabb，无论自交还是测交，若子代都只有蓝花，则该蓝花植株基因型为aaabb，因此需要区分蓝花植株基因型为AaaBb还是AAaBb。若进行测交，AaaBb个体进行测交，利用分离定律思维求解，先考虑A、a基因，Aaa可以产生的配子种类及比例为A：a：Aa：aa=1:2:2:1，测交后代含A的个体和不含A的个体比值为1:1，再考虑B、b基因，测交的结果是Bb：bb=1:1，因此子代蓝花：白花=1:1；AAaBb个体进行测交，利用分离定律思维求解，先考虑A、a基因，AAa可以产生的配子种类及比例为A：a：AA：Aa=2:1:1:2，测交后代含A的个体和不含A的个体比值为5:1，再考虑B、b基因，测交的结果是Bb：bb=1:1，因此子代蓝花：白花=1:1，两种基因型的个体测交结果相同，无法进行判断。若进行自交，利用分离定律思维求解，先考虑A、a基因，Aaa可以产生的配子种类及比例为A：a：Aa：aa=1:2:2:1，含A的配子：不含A配子=1:1，自交后代含A的个体和不含A的个体比值为3:1，再考虑B、b基因，自交的结果是BB：Bb：bb=1:2：1，因此子代蓝花：白花=5:3；AAaBb个体进行自交，利用分离定律思维求解，先考虑A、a基因，AAa可以产生的配子种类及比例为A：a：AA：Aa=2:1:1:2，含A的配子：不含A配子=5:1，自交后代含A的个体和不含A的个体比值为35:1，再考虑B、b基因，自交的结果是BB：Bb：bb=1:2：1，因此子代蓝花：白花=(35×3+1)：(35+3)=53:19，两种三体蓝花植株自交子代表型及比例不同，可以判断染色体分离异常发生的时期。 (3)倒位；aaBB或aaBb；F1F2或R1R2 染色体结构变异包括了染色体片段的缺失、重复、倒位和易位，已知同一对引物的扩增产物长度相同，若为易位、缺失和重复则导致b基因和B基因碱基长度不同，因此用同一对引物扩增产生的片段长度不同，因此判断该结构变异为倒位。甲、乙基因型为aaBB、AAbb，结合电泳结果可知，甲无论用哪一对引物扩增均能扩增出产物，引物是根据B基因的碱基序列设计的，因此判断甲的基因型为aaBB，乙的基因型为AAbb，F2白花的基因型有AAbb、Aabb、aaBB、aaBb，丙用F2R1扩增结果与甲相同，与乙不同，说明丙含有B基因，因此丙的基因型为aaBB或aaBb。根据电泳结果判断是F2和R2对应的DNA片段发生了倒位，使得基因B突变为b，倒位后获得的b基因，F1R2引物对应的是同一条单链，F2R1引物对应的是同一条单链，因此用F2R1扩增，乙植物无法扩增出产物。为了确定丙的基因型，即确定是否含有b基因，可以选择引物F1F2或R1R2,由于B基因F1F2引物对应的是同一条单链，R1R2对应的另一条单链，因此无法扩增，而由于倒位，b基因可以正常扩增。 47.【答案】(1)ATP和NADPH 光反应产生ATP和NADPH，影响暗反应有机物的合成。 (2)T-DNA 农杆菌侵染植物细胞，其Ti质粒上的T-DNA会随机整合到拟南芥的核基因组中，因而可得到类囊体腔内蛋白基因发生突变的突变体。 (3)由①化的光强；光强变化的规律性；缺乏PSⅡ复合物；提高 图可知，光照强度及其变化规律属于自变量；突变体表现为缺乏PSⅡ复合物，从而导致bcd三组生长状况变差，a组光强下无论突变生长状况均一致，说明PSⅡ复合物可提高植物对变化光强的适应。 (4)不能证实。观察结果为，与野生型相比较B基因突变体的淀粉颗粒明显小而少；无法证实B蛋白参与PSⅡ复合物的组装，但支持PSⅡ复合物帮助适应变化的光强 由图可知，观察结果为，与野生型相比较B基因突变体的淀粉颗粒明显小而少；无法证实B蛋白参与PSⅡ复合物的组装，但支持PSⅡ复合物帮助适应变化的光强。 48.【答案】(1)蔗糖；参与蔗糖分解代谢，将蔗糖分解生成葡萄糖；$